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ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

PROYECTO DE GRADO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA

“SISTEMA DE MONITOREO DE PRESIÓN DE

AIRE EN NEUMÁTICOS DE AUTOMÓVIL”

REALIZADO POR:

XAVIER EDUARDO TOAPANTA MEDINA

SANGOLQUÍ – ECUADOR

MARZO DEL 2006

CERTIFICACIÓN

Certificamos que el presente proyecto titulado:

“SISTEMA DE MONITOREO DE PRESIÓN DE AIRE EN NEUMÁTICOS DE AUTOMÓVIL”

Ha sido desarrollado en su totalidad, por el señor: XAVIER EDUARDO TOAPANTA

MEDINA con C.I. 171455385-4 y, bajo nuestra dirección.

Ing. Rodolfo Gordillo

DIRECTOR

Ing. Jaime Andrango

CODIRECTOR

AGRADECIMIENTO

En primer lugar deseo agradecer a Dios por brindarme unos excelentes padres, una

ejemplar familia, sobretodo por darme salud y vida.

Deseo agradecer con todo mi corazón a mis amados y abnegados padres, Eduardo y

Lilia, quienes con su amor, comprensión, carisma, abnegación y apoyo han hecho posible

la finalización de este pequeño paso pero muy importante en mi vida.

A mis queridos hermanos y sobrino, que supieron comprenderme y acompañarme

incondicionalmente en los días felices y tristes de mi vida.

A toda mi familia tanto materna como paterna, quienes con sus sabios consejos,

paciencia y trabajo han sido un gran ejemplo de superación y honestidad que pondré en mi

diario vivir.

A mis recordados amigos de colegio y barrio, quienes con su amistad han sido un

pilar para la obtención de esta meta.

A mis amigos de toda una vida, mis compañeros de aula “Los Saurios Inc.”, con

quienes comprendimos que para alcanzar una meta hay que luchar incansablemente;

siempre los recordaré: Andrés., Paúl, Richard., Fernando, Marco A., Marco G., Juan,

Rodrigo, Christian, Paco, Byron, César, Fausto, Ingo, Santiago, Dalton.

Al personal de “Lightcom” quienes han colaborado con sus sugerencias técnicas para

el desarrollo del proyecto y a la ESPE porque fue mi segundo hogar, nunca la olvidaré.

A todos mis recordados maestros de la ESPE, en especial a los Sres. Ing. Rodolfo

Gordillo e Ing. Jaime Andrango, director y codirector respectivamente, quienes con sus

enseñanzas y comentarios hicieron que finalizara satisfactoriamente el proyecto.

Deseo expresar mi profundo y sincero agradecimiento al amigo y compañero, Sr.

Ing. Alejandro Proaño G. quién con su desinteresada y valiosa ayuda permitió que mi

proyecto saliera adelante.

MIL GRACIAS A TODOS

Xavier E. Toapanta M.

DEDICATORIA

Este trabajo está dedicado con especial cariño a mis padres y hermanos, con quienes

esperamos con mucho anhelo alcanzar este objetivo.

A mi familia de papá y mamá, ya que sin su apoyo espiritual no hubiese llegado a un

feliz término de mi carrera.

A las personas de mi familia que no nos acompañan físicamente sino espiritualmente,

y que siempre nos iluminan y en especial a mis abuelitos: papito Ramón, papito Reynaldo

y mamita Beatriz quienes están en el cielo.

A todos los integrantes de mi querida Facultad FIE que siempre velarán por el

constante progreso de la facultad y del país.

Xavier Eduardo Toapanta M.

PRÓLOGO

El constante avance de la tecnología, especialmente en el área de la electrónica ha

obligado a las industrias a nivel mundial ir también a la par con este avance tecnológico.

Por ejemplo, la industria automotriz no ha sido la excepción en quedarse marginado en este

campo por lo que ha desarrollado innumerables aplicaciones, ya sea para mejorar en

aspectos como: eficiencia en el desempeño del automotor, comodidad del usuario,

seguridad del usuario, etc.

Por consiguiente, el presente proyecto desarrollado pretende ser un pequeño aporte

más, pero sí importante en lo relacionado con la seguridad del usuario. El proyecto

desarrollado titulado “Sistema de monitoreo de presión de aire en neumáticos de

automóvil” es entonces un ejemplo de una aplicación de la electrónica en la actualidad en

el área automotriz no difundido en nuestro medio y que recientemente han puesto atención

las industrias de países desarrollados debido a los múltiples accidentes a causa de fallas de

presión en los neumáticos ya sea por falta o exceso de presión.

Además, el uso de microcontroladores de radiofrecuencia, como componentes

principales del sistema, ayudará al diseñador a tener una idea más clara y extensa de la

utilización en diferentes áreas y aplicaciones de estos dispositivos no muy conocidos ni

empleados en nuestro medio.

Este sistema prototipo tiene como fin monitorear constantemente la presión de aire

en los neumáticos de un automóvil, ya sea que éste se encuentre en movimiento o estático.

El reporte de los valores de presión leídas se podrán observar en una pantalla líquida

situada en el panel de control del conductor.

El capítulo 1 empieza con una pequeña introducción al proyecto, luego se sigue con

una breve historia del automóvil y la incidencia de la electrónica en los últimos años en la

industria automotriz y; finalmente se detalla las características básicas, partes principales,

tipos de neumáticos, nomenclatura, cuidado de los neumáticos: alineación, balanceo,

rotación, problemas diversos en los neumáticos: convergencia, divergencia, camber,

presión baja, presión alta.

En el capítulo 2 se realiza una descripción general de las etapas, descripción de los

dispositivos principales del sistema como son los microcontroladores de radiofrecuencia y

el sensor de presión SP12T.

En el capítulo 3 se detalla en forma completa el desarrollo del diseño técnico

efectuado como es la programación de la tarjeta de transmisión: lectura del sensor de

presión, ignorar la interferencia existente y transmisión de datos; decodificación y

validación de la información obtenida; y presentación de datos en la etapa de visualización.

También contiene las correspondientes explicaciones de los diagramas de flujo de la

programación que controlan tanto al microcontrolador transmisor como al

microcontrolador decodificador. Además se presenta los diagramas esquemáticos de los

circuitos implementados así como los diagramas PCB creados por Protel99 para la

generación del ruteado de las pistas de todos los circuitos.

El capítulo 4 comprende las pruebas y análisis de resultados obtenidos del sistema;

deducción de la ecuación lineal de funcionamiento del sensor, corrección de errores en

software o hardware y pruebas finales de campo del sistema.

En el capítulo 5 se realizó un breve estudio de mercadeo acerca del impacto

comercial en nuestro medio del sistema, por parte del usuario particular y del sector

comercial. Análisis de resultados del estudio efectuado. También se hace referencia el

costo del proyecto prototipo desarrollado así como su costo actual.

Adicionalmente se adjunta una sección de anexos en el que constan: hojas de

especificaciones técnicas de los dispositivos electrónicos empleados, códigos de la

programación del microcontrolador de radiofrecuencia transmisor y del microcontrolador

decodificador de la información y los cuestionarios de preguntas realizados para el estudio.

Finalmente, espero que el presente escrito ayude para posteriores investigaciones a los

lectores, ya sea para innovar este mismo proyecto o para extender su conocimiento en el

uso de los microcontroladores de radiofrecuencia.

Xavier E. Toapanta M.

ÍNDICE GENERAL

Contenido Pág.

CAPITULO 1__________________________________________________________ 1

INTRODUCCIÓN______________________________________________________ 1

1.1. Introducción del proyecto______________________________________________ 1

1.2. Historia del automóvil_________________________________________________ 2

1.3. La revolución electrónica del automóvil__________________________________ 3

1.4. Características del neumático___________________________________________ 6

1.4.1. Consideraciones para elegir el neumático adecuado________________________ 6

1.4.2. Descripción del neumático____________________________________________ 7

1.4.2.1. Banda de rodamiento ______________________________________________ 8

1.4.2.2. Cinturón (estabilizador)____________________________________________ 8

1.4.2.3. Capa radial______________________________________________________ 8

1.4.2.4. Costado (pared)___________________________________________________ 8

1.4.2.5. Sellante _________________________________________________________ 9

1.4.2.6. Relleno _________________________________________________________ 9

1.4.2.7. Refuerzo de la ceja (talón) __________________________________________ 9

1.4.2.8. Ribete __________________________________________________________ 9

1.4.2.9. Talón __________________________________________________________ 9

1.5. Tipos de neumáticos _________________________________________________ 9

1.5.1. Neumáticos para autopistas __________________________________________ 9

1.5.2. Neumáticos para nieve _____________________________________________ 10

1.5.3. Neumáticos para toda temporada _____________________________________ 10

1.5.4. Neumáticos de alto desempeño _______________________________________ 10

1.5.5. Neumáticos de toda temporada/alto desempeño __________________________ 10

1.6. Tipos de construcción ________________________________________________10

1.6.1. Neumáticos convencionales __________________________________________10

1.6.2. Neumáticos radiales ________________________________________________11

1.7. Nomenclatura _______________________________________________________ 12

1.7.1. Índice de desgaste __________________________________________________ 14

1.7.2. Tracción _________________________________________________________ 14

1.7.3. Temperatura ______________________________________________________ 14

1.8. Clasificación del tamaño del neumático __________________________________ 15

1.8.1. Descripción de las dimensiones de los neumáticos ________________________ 15

1.8.1.1. Diámetro total ___________________________________________________ 15

1.8.1.2. Ancho de sección _________________________________________________ 15

1.8.1.3. Ancho de la sección de rodadura _____________________________________ 16

1.8.1.4. Profundidad de la sección de rodadura _________________________________ 16

1.8.1.5. Altura de sección _________________________________________________ 16

1.8.1.6. Ancho de rin ____________________________________________________ 16

1.8.1.7. Diámetro nominal de rin ___________________________________________ 16

1.8.1.8. Radio estático con carga ___________________________________________ 16

1.8.1.9. Ancho de sección con carga ________________________________________ 16

1.8.1.10. Espacio mínimo entre duales _______________________________________ 16

1.8.1.11. Revoluciones por milla ___________________________________________ 16

1.9. Cuidado de los neumáticos ____________________________________________ 17

1.9.1. Cuidado y mantenimiento de los neumáticos _____________________________ 17

1.9.1.1. Alineación ______________________________________________________ 17

1.9.1.2. Balanceo _______________________________________________________ 17

1.9.1.3. Rotación de las llantas _____________________________________________ 17

1.10. Problemas mecánicos ________________________________________________ 19

1.10.1. Convergencia _____________________________________________________ 19

1.10.2. Divergencia ______________________________________________________ 19

1.10.3. Camber _________________________________________________________ 20

1.11. Recomendaciones para el inflado de los neumáticos _______________________ 21

1.11.1. Baja presión ______________________________________________________ 22

1.11.2. Exceso de presión _________________________________________________ 23

1.11.3. Presión correcta __________________________________________________ 24

1.11.4. Efectos de la sobrecarga ____________________________________________ 24

1.12. Arreglos dobles _____________________________________________________ 26

CAPÍTULO 2 __________________________________________________________ 28

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA ________ 28

2.1 Componentes principales del sistema______________________________________ 28

2.2. Descripción general de las etapas del proyecto______________________________ 29

2.3. Características generales de los PIC de radiofrecuencia y sensor de presión _______ 31

2.3.1. Descripción del dispositivo rfPIC12F675 ______________________________________ 31 2.3.1.1. Organización de la memoria de programa_______________________________ 32

2.3.1.2. Organización de la memoria de datos __________________________________ 32

2.3.1.3. Registros de configuración __________________________________________ 34

2.3.1.4. Descripción de pines _______________________________________________ 39

2.3.1.5. Modulación ASK__________________________________________________ 41

2.3.2. Descripción del receptor rfRXD0420____________________________________ 42 2.3.3. Sensor de presión SP12T _____________________________________________ 45

2.3.3.1. Descripción ______________________________________________________ 45

2.3.3.2. Valores de operación máximos y mínimos del SP12T _____________________ 45

2.3.3.3. Condiciones de operación recomendadas _______________________________ 46

2.3.3.4. Salidas wake up y reset _____________________________________________ 47

2.3.3.5. Protocolo SPI_____________________________________________________ 48

2.3.3.6. Comandos del protocolo SPI _________________________________________ 50

2.3.3.7. Byte de STATUS__________________________________________________ 52

2.3.3.8. Byte de presión ___________________________________________________ 53

2.3.3.9. Byte de temperatura________________________________________________ 53

2.3.3.10. Byte de voltaje de alimentación______________________________________ 54

2.3.3.11. Características de entradas/salidas digitales ____________________________ 54

2.3.3.12. Corriente de mantenimiento ________________________________________ 54

2.3.3.13. DATA PROM ___________________________________________________ 55

2.3.3.14. Recarga de la PROM ______________________________________________ 55

2.3.3.15. Registro de protección SHADOW ___________________________________ 55

2.3.3.16. Voltaje de alimentación bajo ________________________________________ 55

2.3.3.17. Temperatura alta _________________________________________________ 56

2.3.3.18. Descripción de pines del SP12T _____________________________________ 56

CAPÍTULO 3__________________________________________________________ 58 DISEÑO TÉCNICO _____________________________________________________ 58

3.1. Aspectos generales ___________________________________________________ 58

3.2. Etapa de transmisión __________________________________________________ 59

3.2.1. Software y hardware de programación del rfPIC12F675_____________________ 59

3.2.1.1 Software de programación del rfPIC12F675 _____________________________ 61

3.2.1.1.1. Visión global del programador______________________________________ 61

3.2.1.1.2. Interfaz de programación del kit de arranque PICkit 1 FLASH_____________ 61

3.2.1.1.3. Descarga del proyecto de MPLAB___________________________________ 62

3.2.1.1.4. Archivo automático de recarga______________________________________ 63

3.2.1.1.5. Verificador de código de programa __________________________________ 64

3.2.1.1.6. Read device ____________________________________________________ 64

3.2.1.1.7. Code protect - Código de protección _________________________________ 65

3.2.1.1.8. Erase __________________________________________________________ 65

3.2.1.1.9. Borrado total____________________________________________________ 66

3.2.1.1.10. Oscilador 2.5 KHz OSC __________________________________________ 68

3.2.1.2. Preparación del módulo de transmisión para la operación de grabado _________ 69

3.2.1.3. Hardware del módulo transmisor rfPIC12F675 __________________________ 70

3.2.1.3.1. Valores de presión para el funcionamiento normal de los neumáticos _______ 73

3.2.2. Diagrama de flujo del programa principal del transmisor rfPIC12F675 _________ 74

3.2.2.1. Explicación del diagrama de flujo del pic de transmisión___________________ 77

3.2.3. Diagrama esquemático del circuito del sensor SP12T _______________________ 81

3.3. Etapa de recepción____________________________________________________ 81

3.3.1. Diagrama de flujo del programa de la etapa de recepción ____________________ 83

3.3.2. Explicación del diagrama de flujo de la etapa de recepción___________________ 85

3.3.3 Indicaciones para la implementación del sistema en los cuatro neumáticos_______ 89

3.3.3.1 Primera opción ____________________________________________________ 89

3.3.3.2. Segunda opción ___________________________________________________ 93

3.3.4. Diagrama de los circuitos de la etapa de recepción y etapa de visualización _____ 94

CAPÍTULO 4 _________________________________________________________ 96

PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL SISTEMA DE MONITOREO 96

4.1. Ecuación de funcionamiento del sensor de presión __________________________ 96

4.2. Colocación y pruebas del sensor-transmisor en el neumático __________________ 97

4.3. Revisión y corrección de los códigos de los programas

de transmisión y recepción ___________________________________________ 100

4.4. Pruebas de campo ___________________________________________________ 105

CAPÍTULO 5 _________________________________________________________ 106

BREVE ESTUDIO DE MERCADO ______________________________________ 106

5.1. Introducción _______________________________________________________ 106

5.2. Investigación descriptiva _____________________________________________ 106

5.3. Determinación de la población y muestra ________________________________ 107

5.3.1. Población ________________________________________________________ 107

5.3.2. Muestra _________________________________________________________ 107

5.4. La encuesta ________________________________________________________ 108

5.5. Análisis de resultados ________________________________________________ 108

5.5.1. Análisis de resultados de las encuestas a usuarios particulares _______________ 109

5.5.2. Análisis de resultados de las encuestas a empresas varias __________________ 113

5.6. Costos del sistema de monitoreo _______________________________________ 116

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN

Sistema de monitoreo de presión de aire en neumáticos de automóvil

1

CAPITULO 1

INTRODUCCIÓN

1.1. Introducción del proyecto

El avance inexorable de la tecnología electrónica aplicada al mundo automotriz ha

tratado de cubrir todas las necesidades que el automotor requiere y en especial la del

usuario, por lo que las industrias automotrices tienen una gran herramienta de apoyo para

suplir tales necesidades.

Una de esas necesidades importantes a tener en cuenta por las industrias es la

seguridad del usuario las cuales han sido cubiertas en un gran porcentaje; no obstante, hay

partes del automotor que no han sido consideradas como es el caso de los neumáticos que

es una sección de vital importancia en el funcionamiento del automotor y que requiere

especial atención. Es por esto que el proyecto desarrollado trata de dar esa atención a esta

parte del automotor monitoreando la presión en los neumáticos y así proporcionar mayor

seguridad al usuario para de esta manera tratar de evitar posibles percances.

Además para la implementación de este sistema de monitoreo se hizo uso de

microcontroladores de radiofrecuencia, dispositivos no muy conocidos ni empleados en

nuestro medio razón por la cual la utilización de estos dispositivos nos proporcionará una

visión más extensa de sus aplicaciones ya sea a nivel industrial o doméstico.



2

1.2. Historia del automóvil

El primer paso fueron los vehículos propulsados a vapor. Se piensa que los primeros

intentos iniciales de producirlos se llevaron a cabo en China, a fines del siglo XVII, pero

registros documentales señalan que en 1769 el inventor francés Nicholas-Joseph Cugnot

presentó el primer vehículo propulsado a vapor. Era un triciclo de unas 4,5 toneladas, con

ruedas de madera, cuyo motor estaba montado sobre los cigüeñales de las ruedas de un

carro para transportar cañones. Su prototipo se estrelló pero la idea sería retomada y

desarrollada en Inglaterra en los años siguientes.

Hasta 1840, se construyeron en este país más de cuarenta carros y tractores

propulsados a vapor. Por 1836, incluso, circulaban regularmente unos nueve de estos

automotores a vapor, capaces de transportar cada una entre diez y veinte pasajeros a una

velocidad de 24 km./h.

La búsqueda se concentraba en alguna forma más práctica de mover los carros

autopropulsados. Y la solución apareció en Europa en el año de 1860, cuando el belga

Etienne Lenoir patentó en Francia el primer motor a explosión capaz de ser usado sobre

ideas aparecidas en Inglaterra a fines del siglo XVIII, pero habrían de pasar seis años hasta

que el alemán Gottlieb Daimler construyera en 1866 el primer automóvil propulsado por

un motor de combustión interna. Su prototipo era un gigante de casi dos toneladas de peso

que fue presentado en la Exposición de París de 1867, fue la base para la nueva industria.

Después de años de trabajo, Daimler ideó una variante de apenas 41 kg. que sería el

precursor de todos los motores posteriores a explosión. Sobre esta planta motriz el

ingeniero mecánico Karl Benz diseñó el primer vehículo utilizable impulsado por un motor

de combustión interna; era un pequeño triciclo que empezó a funcionar a principios de

1885 y fue patentado en el año de 1886. El mismo Benz presentó un primer automóvil de

cuatro ruedas con su marca en 1893 y construyó un carro de carrera en 1899. Pero si bien

su empresa había sido pionera, a principios del nuevo siglo había quedado algo relegada

por negarse a incorporar los adelantos más modernos logrados por otros precursores. Todo

lo cual hizo que en 1926 se fusionara con la Daimler Motoren Gesellschaft para integrar la

Daimler-Benz, que sería la predecesora de la famosísima Mercedes Benz.



3

A inicios del siglo XIX se incrementa la competencia entre las nacientes fábricas y

también la preocupación por mejorar los diferentes sistemas del automóvil, como frenos,

amortiguadores, carburación, transmisión y arranques. La rueda inflable había sido

inventada en 1875 por el escocés Robert W. Thompson, pero ya la había mejorado por

John Boyd Dunlop, quien en 1888 patentó un neumático que pasó a utilizarse en

automóviles y bicicletas. En 1897, Robert Bosch consiguió desarrollar un magneto de

encendido de aplicación práctica y casi simultáneamente comenzó a funcionar el motor de

autoencendido de Rudolf Diesel, que no requería de un sistema eléctrico de ignición.

Además, el combustible para los motores comunes no era problema, porque el alemán,

Eilhard Mitscherlich había descubierto la bencina en 1833, con lo cual ya estaba disponible

el hidrocarburo líquido que pasó a llamarse nafta por derivación de un vocablo ruso:

naphta.

A finales del siglo XIX, el francés Louis Renault armó su primer auto en un taller

instalado en los fondos de la casa de sus padres. En 1892, el norteamericano Henry Ford

armó su primera máquina rodante con motor a nafta y en 1908 lanzó el Ford T, pero su

nombre acapararía la fama cuando a partir de 1913 disminuyó significativamente los costos

al instalar en su fábrica de Highland Park la primera cadena de montaje. Ford vendió

15.000.000 de unidades de su Ford T entre 1908 y 1928 y su marca sólo pudo ser batida en

1972 por otro popular automóvil, el Escarabajo de Volkswagen. Además se debe nombrar

también a otros pioneros que forjaron la historia del automóvil como por ejemplo a Charles

Stuart Rolís, Ettore Bugatti, Ferdinand Porsche, Armand Peugeot, André Citroën, Ferrucio

Lamborghini, Enzo Ferrari.

1.3. La Revolución electrónica del automóvil

En 1974, un grupo de ingenieros de Europa, identificaron cincuenta y cinco áreas

probables donde la electrónica podría aplicarse y tener un papel decisivo en el desarrollo

de los automóviles.

En 1982, treinta y siete de esas tecnologías, incluyendo subsistemas electrónicos,

estaban en producción, en las que se puede mencionar los sistemas de inyección

electrónica de gasolina (EFI), antibloqueo de freno (ABS), bloqueo automático de puertas



4

(ADL), control automático de crucero (ACC), diagnóstico de abordo (ODS), recuerdo de

mantenimiento y consumo de combustible entre otros.

En 1993, el 93% de las tecnologías eran una realidad y equipaban a vehículos de

media y alta gama. Asimismo, se detectaron nuevas áreas donde la tecnología electrónica

podía aplicarse y que aquellos ingenieros no pudieron imaginar. Al respecto, se puede

mencionar los sistemas de control de tracción (TCS), 4 ruedas directrices, ductos de

inducción de aire controlados electrónicamente, sintetizadores y reconocimiento de voz,

control de carga eléctrica entre otros.

La aplicación de la electrónica en el automóvil está íntimamente relacionada con el

desarrollo y la evolución de componentes electrónicos tales como el diodo, el transistor y

los circuitos integrados. Inicialmente, estos circuitos integrados fueron del tipo analógico.

Estos dispositivos permitieron el desarrollo de radios, relojes, reguladores integrales de

alternadores y encendidos de estado sólido. La principal ventaja que manifestaron estos

dispositivos era su confiabilidad, reducción de peso y la velocidad de respuesta respecto de

los componentes convencionales.

Al inicio de la década de 1970, los motores encendidos por chispa presentaban un

pobre desempeño respecto al consumo de combustible y las emisiones gaseosas. Algunas

de las razones de su pobre desempeño eran la ineficacia de los sistemas de control

empleados para el ajuste de los distintos parámetros operativos. Estos sistemas de control

eran poco precisos, de baja velocidad de respuesta e incapaces de ajustar tales parámetros a

los infinitos regímenes de marcha propios de los motores. Por otra parte, el costo de

mantenimiento necesario era elevado, con frecuentes paradas durante su vida operativa. El

sistema de encendido de los motores encendidos por chispa fue una las áreas donde la

electrónica se mostró rápidamente como un medio eficaz de control. Este sistema emplea

un ruptor (platino) para la interrupción de la corriente eléctrica del circuito primario.

Alrededor de los 10,000 km este dispositivo comenzaba dar muestras de desgaste, que

incrementaba el consumo de combustible y las emisiones gaseosas y deterioraba el

funcionamiento general de la planta motriz. Esto obligaba al mantenimiento periódico y a

su reemplazo alrededor de los 15000 km. Los sistemas de encendido electrónico



5

reemplazaron al ruptor por un circuito electrónico que realizando el corte de corriente

primaria. Esto permitió reducir sensiblemente el mantenimiento del sistema de encendido.

A fines de la década de 1970, los circuitos integrados digitales ampliaron la

capacidad funcional de los sistemas electrónicos, cuando solucionaron problemas de

temperatura y de sensibilidad ambiental que manifestaban los circuitos integrados

analógicos. Los microprocesadores son el corazón operacional de las unidades de control

electrónico de todos los sistemas del automóvil controlados electrónicamente.

En la década de 1980, los microprocesadores de 4 y 8 bits evolucionaron hacia los de

16 bits permitiendo el desarrollo y la optimización de los sistemas de inyección electrónica

de gasolina (EFI), gestión electrónica de motor (EEM), antibloqueo de freno (ABS),

suspensión de dureza variable (ECS), de navegación y guiado, dirección y climatización

controlada electrónicamente. Comparados con los primeros microprocesadores, los

actuales han reducido sus dimensiones físicas notablemente y han incrementado su

capacidad operacional alrededor de veinte y cinco veces.

En cambio en la década de 1990, un área que impacto significativamente en la

aplicación de la electrónica fue el desarrollo de sensores inteligentes que permitió el diseño

de sistemas integrados de transmisión de potencia, freno, dirección, navegación y

diagnóstico de a bordo. La industria automotriz comprendió que debía optimizar sus

diseños considerando los requerimientos, capacidades y limitaciones del conductor. Los

diseñadores de automóviles comenzaron a pensar en automóviles como un sistema

integrado y no como un conjunto de piezas y sistemas independientes. Esta filosofía de

diseño incrementó notablemente el contenido de los sistemas eléctricos - electrónicos. La

arquitectura de los nuevos vehículos incluye los microprocesadores de 32 bits, redes

multiplexadas estandarizadas, sistema de gestión de energía con alternadores de 42 [V],

convertidores 42 a 14 [V] y módulos de gestión de energía y carga.

La introducción de los sistemas electrónicos y la tecnología asociada a los

componentes ocurrida en las últimas tres décadas ha sido una verdadera revolución

tecnológica. El objetivo para los próximos años de la industria es el desarrollo de

automóviles que puedan transportar 5 pasajeros cuyo consumo sea de 33 kms por litro de



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combustible. Este objetivo solo será posible alcanzarlo con la aplicación intensiva de la

electrónica.

1.4. Características del neumático

1.4.1. Consideraciones para elegir el neumático adecuado

En el mercado existen una gran cantidad de fabricantes que ofrecen neumáticos para

toda clase de vehículos. Sin embargo, si se desconocen los parámetros básicos para elegir

la llanta adecuada, a menudo se cometen errores que están en contra de la seguridad y la

economía del usuario.

La mayoría de los conductores casi nunca prestan atención a sus neumáticos salvo

cuando comienzan a dar problemas o se hace necesario cambiarlos. Muchos consumidores

acostumbran comprar sus neumáticos apresuradamente sin pensar en las características de

su vehículo, así como también en las diferencias que existen entre los diferentes tipos de

neumáticos.

Las llantas forman parte de los sistemas de suspensión, frenos y dirección del

automóvil e influyen de manera decisiva en la seguridad, maniobrabilidad, manejo general

del vehículo e incluso en el consumo de combustible. Por ello es recomendable adquirir

neumáticos de la misma medida y tipo que los originales, ya que el fabricante los ha

seleccionado con base en parámetros de confort, resistencia de rodamiento, velocidad,

“agarre”, entre otros, aunque también las llantas originales no siempre se adecúan a todos

los casos, pues cada conductor tienen necesidades y requerimientos distintos.

Para elegir los neumáticos debe hacerse tomando en cuenta las siguientes

consideraciones:

Tipo de vehículo que conduce.

La forma en que maneja.

El tipo de camino que recorre cada día.

Las condiciones del camino.



7

Las condiciones climáticas.

Primero hay que definir en que condiciones de camino rodarán los neumáticos como

por ejemplo una autopista. Ahora hay que tener en cuenta: el tipo de clima en el que opera

el vehículo, las condiciones del camino, si circula más cotidianamente en autopistas o en

ciudad, y otras condiciones de manejo que le ayudarán a escoger el tipo de neumático que

requiere.

Seleccionar el tamaño adecuado del neumático. Toda la tecnología existente no

le ayudará, si se hace una mala elección en el tamaño del neumático que su

vehículo requiere. El tamaño adecuado del neumático y demás especificaciones

referentes al diseño de su vehículo las podrá encontrar en el manual del propietario

así como también en las fichas técnicas de los fabricantes de los neumáticos.

Aprender a leer la designación del neumático. En la pared externa o capa

exterior del neumático aparece una serie de números y letras los cuales le

proporcionarán información acerca de las características del mismo.

Al momento de comprar el neumático es importante que tome en cuenta aspectos

tales como precio y calidad. En ocasiones el consumidor encuentra alta calidad en

los neumáticos que requiere pero su precio es también alto. Recuerde que es mejor

comprar neumáticos con distribuidores autorizados aunque tenga que pagar un poco

más por ellos, ya que ellos le podrán garantizar el neumático.

Considere factores como la capacidad de carga y la tracción de los neumáticos, vida

estimada en kilómetros, temperatura de operación, garantía, etc.

1.4.2. Descripción del neumático

En la Figura 1.1. se puede observar la sección transversal de un neumático radial.



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Las partes fundamentales de un neumático radial son:

1.4.2.1. Banda de rodamiento. Esta parte, generalmente de hule, proporciona la interfase

entre la estructura de la llanta y el camino. Su propósito principal es proporcionar tracción

y frenado.

1.4.2.2. Cinturón (estabilizador). Las capas del cinturón (estabilizador), especialmente de

acero, proporcionan resistencia al neumático, estabiliza la banda de rodamiento y protege a

ésta de picaduras.

1.4.2.3. Capa radial. La capa radial, junto con los cinturones, contienen la presión de aire.

Dicha capa transmite todas las fuerzas originadas por la carga, el frenado, el cambio de

dirección entre la rueda y la banda de rodamiento.

1.4.2.4. Costado (pared). El hule del costado (pared) está especialmente compuesto para

resistir la flexión y la intemperie proporcionando al mismo tiempo protección a la capa

radial.

Figura. 1.1. Sección transversal de un neumático radial



9

1.4.2.5. Sellante. Una o dos capas de hule especial (en neumáticos sin cámara) preparado

para resistir la difusión del aire. El sellante en estos neumáticos reemplaza la función de las

cámaras.

1.4.2.6. Relleno. Piezas también de hule con características seleccionadas, se usan para

llenar el área de la ceja (talón) y la parte inferior del costado (pared) para proporcionar una

transición suave del área rígida de la ceja, al área flexible del costado.

1.4.2.7. Refuerzo de la ceja (talón). Es otra capa colocada sobre el exterior del amarre de

la capa radial, en el área de la ceja, que refuerza y estabiliza la zona de transición de la ceja

al costado.

1.4.2.8. Ribete. Elemento usado como referencia para el asentamiento adecuado del área

de la ceja sobre el rin.

1.4.2.9. Talón. Es un cuerpo de alambres de acero de alta resistencia utilizado para formar

una unidad de gran robustez. El talón es el ancla de cimentación de la carcaza, que

mantiene el diámetro requerido de la llanta en el rin.

1.5. Tipos de neumáticos

Existen varios tipos de neumáticos para cada estación del año. De igual manera, en el

caso de neumáticos para camiones, estos presentan diseños de acuerdo a la posición que

ocuparan en el vehículo. A continuación se describen de manera general las características

de dichos neumáticos.

1.5.1. Neumáticos para autopistas

También llamados neumáticos para verano, están diseñados para proporcionar la

tracción adecuada al vehículo en caminos tanto lluviosos como secos.



10

1.5.2. Neumáticos para nieve

Proporcionan máxima tracción en condiciones donde el camino es cubierto por una

capa de hielo. La banda rodante esta diseñada para proporcionar el máximo agarre en estas

condiciones, además esta construida de un material especial que le permite trabajar en

climas helados.

1.5.3. Neumáticos para toda temporada

Están diseñados para ser operados tanto en condiciones lluviosas así como de

nevadas. Proporcionan una buena manejabilidad y ofrecen los beneficios de los neumáticos

para autopistas.

1.5.4. Neumáticos de alto desempeño

Ofrecen un alto grado de manejabilidad, agarre y desempeño, además de soportar

altas temperaturas y altas velocidades.

1.5.5. Neumáticos de toda temporada/alto desempeño

Ofrecen todas las características de los neumáticos anteriores tanto en caminos secos

y lluviosos.

1.6. Tipos de construcción

1.6.1. Neumáticos convencionales

Este tipo de neumático se caracteriza por tener una construcción diagonal que

consiste en colocar las capas de manera tal, que las cuerdas de cada capa queden inclinadas

con respecto a línea del centro orientadas de ceja a ceja, como se muestra en la Figura 1.2.

Este tipo de estructura brinda al neumático dureza y estabilidad que le permiten

soportar la carga del vehículo. La desventaja de este diseño es que proporciona al



11

neumático una dureza que no le permite ajustarse adecuadamente a la superficie de

rodamiento ocasionando un menor agarre, menor estabilidad en curvas y mayor consumo

de combustible.

1.6.2. Neumáticos radiales

En la construcción radial, las cuerdas de las capas del cuerpo van de ceja a ceja

formando semi óvalos. Son ellas las que ejercen la función de soportar la carga. Sobre las

capas del cuerpo, en el área de la banda de rodamiento, son montadas las capas

estabilizadoras. Sus cuerdas corren en sentido diagonal y son ellas las que soportan la

carga y mantiene la estabilidad del neumático como se indica en la Figura 1.3.

Este tipo de construcción permite que el neumático sea más suave que el

convencional lo que le permite tener mayor confort, manejabilidad, adherencia a la

superficie de rodamiento, tracción, agarre, y lo más importante contribuye a la reducción

del consumo de combustible.

Figura. 1.2. Neumático convencional



12

1.7. Nomenclatura

Las letras y símbolos que aparecen moldeados en el costado del neumático

proporcionan información muy útil que se debe conocer. Estos códigos proporcionan

información del tamaño y dimensión del neumático como es el ancho de sección, relación

de aspecto, tipo de construcción, diámetro del rin, presión máxima de inflado, avisos

importantes de seguridad e información adicional.

La designación del tamaño del neumático dependerá de la codificación que se utilice.

La codificación dependerá a su vez del sistema que se use, por ejemplo el Métrico, Métrico

Europeo, Alfa-Métrico, Numérico, LT-Métrico y el de Flotación. Este código incluye

letras y números los cuales tienen los siguientes significados:

R Neumático radial.

B Neumático con cinturón textil.

D Neumático convencional.

P Neumático para autos de pasajeros.

T Neumático para camiones (truck).

LT Neumático para camiones ligeros (camionetas).

Figura. 1.3. Neumático radial



13

El siguiente ejemplo muestra el costado de una llanta para automóvil en la Figura

1.4.

donde:

P Indica el uso para automóviles de pasajeros.

215 Representa la anchura máxima entre costados de la llanta en milímetros.

65 Es la relación entre la altura y la anchura de la llanta y se le llama relación de

aspecto.

R Significa la construcción radial del neumático.

15 Es el diámetro del rin en pulgadas.

Algunos neumáticos especifican el servicio o bien muestran el índice de carga y la

clasificación de velocidad. El índice de carga asigna números desde 0 hasta 279 que

Figura. 1.4. Nomenclatura de un neumático



14

corresponden a la capacidad de carga del neumático a su máxima presión de inflado. El

símbolo de velocidad determina la máxima velocidad que el neumático puede alcanzar.

89 Especifica el índice de carga.

H Símbolo de velocidad.

Los neumáticos también muestran la máxima presión de inflado en psi (libras por

pulgada cuadrada), los factores de desempeño del neumático en cuanto al índice de

desgaste, tracción y resistencia a la temperatura.

1.7.1. Índice de desgaste

El índice de desgaste del neumático es una clasificación comparativa con base en el

valor de desgaste del neumático probada bajo condiciones controladas sobre una vía

especificada. Así un neumático con grado 200 podrá durar dos veces más en el camino o

vía de prueba bajo las condiciones de la prueba especificada que una de grado cien.

1.7.2. Tracción

La clasificación de los grados de tracción va de la mayor a la menor y son A, B y C.

Estas representan la capacidad de las llantas para frenar sobre pavimento mojado, medida

bajo condiciones controladas sobre superficies de prueba de asfalto y concreto.

1.7.3. Temperatura

La clasificación de los grados de temperatura va de la mayor a la menor y son A, B y

C. Estas representan la resistencia de los neumáticos a la generación de calor por fricción

al ser probadas en el laboratorio bajo condiciones controladas.



15

1.8. Clasificación del tamaño del neumático

1.8.1. Descripción de las dimensiones de los neumáticos

Esto se puede ver en la Figura 1.5.

1.8.1.1. Diámetro total. Es la distancia medida desde un extremo de la banda rodante

hasta el opuesto estando el neumático sin carga.

1.8.1.2. Ancho de sección. Es la medida de la sección transversal excluyendo rebordes del

neumático.

Figura. 1.5. Dimensiones del neumático



16

1.8.1.3. Ancho de la sección de rodadura. Es la distancia que existe entre los extremos de

la banda rodante estando el neumático sin carga.

1.8.1.4. Profundidad de la sección de rodadura. Es la mayor profundidad de la ranura

existente entre la banda de rodamiento y su base.

1.8.1.5. Altura de sección. Es la distancia entre el asiento de ceja hasta la banda de

rodamiento, estando el neumático sin carga.

1.8.1.6. Ancho de rin. Es la distancia transversal entre los costados del asiento de la ceja

del rin.

1.8.1.7. Diámetro nominal de rin. Es el diámetro del rin medido desde el asiento de ceja

hasta el extremo opuesto del mismo.

1.8.1.8. Radio estático con carga. Es la distancia entre el centro del eje del vehículo y la

superficie de rodamiento estando el neumático soportando su máxima capacidad de carga.

1.8.1.9. Ancho de sección con carga. Es el ancho de sección máximo que el neumático

obtiene al estar soportando su máxima capacidad de carga.

1.8.1.10. Espacio mínimo entre duales. Es la distancia mínima aceptada entre los centros

de las ruedas en un arreglo dual.

1.8.1.11. Revoluciones por milla. Es el número de revoluciones que da el neumático en

una milla (1 milla= 1609km) a una velocidad de 55mph (88km/h) y se indica en la pared

lateral del neumático.



17

1.9. Cuidado de los neumáticos

1.9.1. Cuidado y mantenimiento de los neumáticos

Una vez que se ha seleccionado el neumático, debe cerciorarse de darle un

mantenimiento adecuado. La duración de un neumático depende tanto de condiciones de

uso como de las características propias del vehículo que la soporta. Algunos aspectos para

prolongar la vida de los neumáticos y garantizar su seguridad podemos citar:

1.9.1.1. Alineación. Es un servicio indispensable para mantener la estabilidad y

durabilidad del neumático. Debe hacerse aproximadamente cada 10,000 km. Una mala

alineación suele ser la mayor causa de desgastes irregulares, sobre todo si el neumático

presenta ángulos de convergencia y divergencia, según el caso. Si la dirección tiende a irse

de un lado a otro y no regresa a su posición original después de un giro, con seguridad los

neumáticos delanteros están desalineados.

1.9.1.2. Balanceo. Las llantas fuera de balanceo pueden perder miles de kilómetros de vida

útil. Para lograr el mejor desempeño de una llanta es necesario que el peso del conjunto

llanta-rin esté distribuido uniformemente. Una parte pesada en la llanta y el ensamble

(conjunto llanta-rin) deberá ser balanceada con precisión.

Este es un procedimiento por medio del cual se ajustan los pesos de la llanta y del rin

para mantener un equilibrio correcto entre ambos. Existen dos tipos de balanceo. El

primero es el estático, en el cual se colocan pequeños pesos en el rin para contrarrestar este

desequilibrio. El otro tipo es el dinámico que toma en cuenta la distribución del peso que

debe añadirse a la rueda para lograr estabilidad. Si las ruedas no están balanceadas sufrirán

desgaste prematuro, además de producir vibraciones e incomodidad al conducir.

1.9.1.3. Rotación de las llantas. Pasar los neumáticos del eje de tracción a los ejes de no

tracción contribuye a aumentar su durabilidad y alargar su vida hasta en un 20%, siempre y

cuando todos los neumáticos sean del mismo tipo. Es recomendable hacerlo entre los 5 mil

y 10 mil kilómetros.



18

La técnica básica de rotación es un simple patrón “X” para automóviles y

camionetas. En vehículos de tracción delantera por ejemplo, la llanta trasera izquierda va al

lugar de la delantera derecha y la llanta trasera derecha a la delantera izquierda; las llantas

delanteras se mueven directamente a la parte trasera. Lo contrario se aplica para vehículos

de tracción trasera. Esto se puede observar en la Figura 1.6.

En el caso de camiones y vehículos pesados, se recomienda aplicar la siguiente

técnica como muestra la Figura 1.7.

Figura. 1.6. Rotación de los neumáticos

Eje de los neumáticos traseros para camiones y vehículos pesados

Figura. 1.7. Rotación de neumáticos para vehículos pesados



19

No se debe olvidar que la rotación deberá hacerse entre llantas del mismo tipo.

1.10. Problemas mecánicos

1.10.1. Convergencia

Esto significa que los bordes delanteros de las llantas delanteras o traseras están más

cercanos entre sí que los bordes traseros, como se señala en la Figura 1.8. La convergencia

contrarresta la tendencia de las llantas delanteras a divergir cuando un automóvil alcanza

velocidades altas.

Todos los vehículos de transporte vienen con una convergencia positiva para que al

estar en movimiento, las ruedas tiendan a quedar paralelas. Esto ocurre porque el eje

delantero, al ser empujado, permite una abertura de las ruedas, dentro de los límites de

operación de los componentes de la dirección. Por lo tanto si las terminales estuvieren

flojas más de lo normal tenderán a abrirse más, generando convergencia negativa. Si el

desgaste del neumático aparece a partir del hombro externo, indicará convergencia positiva

en exceso.

1.10.2. Divergencia

Significa que los bordes traseros de las llantas, ya sean del eje trasero o delantero,

estarán más cerca entre sí que los bordes delanteros, como se indica en la Figura 1.9. La

Figura. 1.8. Convergencia en un neumático



20

divergencia se usa comúnmente en autos de tracción delantera para contrarrestar la

tendencia a converger mientras se conduce a velocidades altas. Alguna divergencia es

necesaria para que los automóviles giren.

El ángulo de divergencia en curvas, resultante de la inclinación de los brazos

auxiliares del sistema de dirección, permite que la rueda interna en la curva, gire más que

la externa, si las dos entrasen a la curva en paralelo, la rueda interna sufriría un arrastre

lateral, de afuera hacia adentro.

Esto es debido a que la externa comanda la curva, dada la transferencia de peso sobre

la misma y la interna no tendría otra salida que arrastrarse para acompañarla en la curva. Si

se tienen averías en los brazos auxiliares, estarán afectadas la convergencia y la

divergencia en curvas, ambas produciendo el mismo síntoma de desgaste en los

neumáticos (desgaste escamado a partir de los hombros internos, en dirección al centro de

la banda de rodamiento). Esto ocurrirá porque las ruedas se abrirán más de lo necesario.

1.10.3. Camber

El camber es el ángulo que se forma por una parte una línea imaginaria de la rueda

con una línea vertical y perpendicular al piso, como se indica en la Figura 1.10. El camber

puede ser hacia dentro (camber negativo) o hacia fuera (camber positivo).

Figura. 1.9. Divergencia en un neumático



21

Todos los vehículos de transporte vienen con camber positivo, pues cuando el

vehículo recibe su carga y es puesto en movimiento, la tendencia de las ruedas es de

abrirse en la parte inferior. El ángulo de camber dado en el vehículo es calculado para que

las ruedas queden lo más próximo de la vertical posible cuando ellas están en movimiento

(sin quedar negativas), y es dado en la fundición del mango del eje. Por eso no es

regulable.

Cuando el eje se desvía por sobrecarga, el camber queda negativo y el desgaste de

los neumáticos se producirá a partir de los hombros internos, esto es porque las ruedas

habrán quedado muy abiertas en la parte inferior.

El desgaste por camber incorrecto se acentúa en los hombros del neumático, no solo

por la alteración de la distribución de peso, si no principalmente por generar dos diámetros

diferentes dirigidos por el radio inferior, girando en torno al mismo eje. El diámetro menor

tendrá que arrastrarse un poco más en cada vuelta para mantenerse acompañado con el

mayor. Este desgaste, aunque es a partir de los hombros como en el caso de la

convergencia, se diferencia por ser de tipo liso (arrastre direccional y no lateral).

1.11. Recomendaciones para el inflado de los neumáticos

Una presión de inflado apropiada es la práctica más importante de mantenimiento

para asegurar una larga vida del neumático. Si se utiliza los neumáticos recomendados por

Figura. 1.10. Camber en un neumático



22

el fabricante del vehículo entonces siempre mantenga la presión de aire indicada por el

mismo. Si decide cambiar los neumáticos por otros que no son recomendados por el

fabricante del vehículo, entonces tendrá que ajustarse a las indicaciones del fabricante del

neumático.

1.11.1. Baja presión

Una gran cantidad de automovilistas circulan con los neumáticos por debajo de la

presión correcta, lo que ocasiona inestabilidad durante la marcha, desgaste acelerado en los

extremos de la banda de rodamiento, aumento en el consumo de combustible y baja

respuesta en situaciones de frenado.

La baja presión de aire en los neumáticos genera un exceso de calor interno lo que

ocasiona un decremento en la durabilidad de los materiales mismos. Por otro lado, el

neumático tendrá un desgaste más pronunciado en los hombros, dado el contacto irregular

de la banda de rodamiento con el pavimento, como se observa en la Figura 1.11.

Asimismo habrá también pérdida de la renovabilidad pues el desgaste de la carcaza o

casco será mayor, inclusive se puede llegar a la pérdida prematura de la carcaza. El exceso

de flexión en los costados debido a la baja presión lleva a la rotura circunferencial o

agrietamiento en la carcaza.

Además la baja presión contribuye al incremento en el consumo de combustible ya

que la banda rodante tiene mayor contacto con el pavimento lo que se traduce en una

mayor resistencia al rodamiento.



23

Desgaste por presión baja de aire

Figura. 1.11. Desgaste del neumático por presión baja de aire

1.11.2. Exceso de presión

Por el contrario si se transita con exceso de presión, la banda de rodamiento se

desgasta en el centro, ya que es la única parte de su superficie que hace contacto con el

suelo. Ello dificulta la maniobrabilidad y reduce la respuesta del sistema de dirección.

Además esto repercute en la estabilidad general del automóvil.

Cuando la presión de aire del neumático es excedida, la durabilidad del mismo se

reduce ya que propiciará que exista más aire caliente dentro del neumático. Se presenta un

desgaste mayor en el centro del neumático, ya que el apoyo en este punto es mayor debido

al arqueo que sufre la banda de rodamiento, como se señala en la Figura 1.12.

Con el exceso de presión, el neumático se torna más susceptible a daños por impacto.

Su capacidad de absorción disminuye a razón inversa del aumento de la presión pudiendo

sufrir roturas en la carcaza. El aspecto de seguridad se vera afectado debido a la poca

deformación del neumático lo que ocasionará que no exista un buen contacto entre la

banda y la superficie de rodamiento haciendo peligroso el manejo.



24

Desgaste del neumático debido a exceso de presión de aire

Figura. 1.12. Desgaste del neumático por exceso de presión de aire

1.11.3. Presión correcta

Cuando la presión es correcta, los neumáticos tienen mejor agarre, soportan mejor

los baches y el peso de la carga, trabajan a temperaturas más bajas lo que evita un desgaste

prematuro y lo más importante, contribuyen al ahorro de combustible.

Por ello es importante que siempre cheque el nivel de presión de los neumáticos. Se

debe hacer cuando estos estén fríos ya sea cuando el vehículo haya recorrido menos de 1

Km, o bien 3 horas después de haber finalizado el recorrido. No se debe olvidar revisar

también el neumático de repuesto.

Es recomendable revisar la presión por lo menos cada semana, cuando vaya a

realizar un viaje con carga y/o antes de hacer un viaje largo.

1.11.4. Efectos de la sobrecarga

Algunas veces se confunde la sobrecarga con la falta de presión. La sobrecarga se da

cuando el peso incidente sobre el neumático excede lo especificado en su capacidad de

carga, independientemente de la presión con la cual puede estar. Como no se debe calibrar



25

al neumático con presión por arriba de la máxima indicada en la tabla para su capacidad de

carga, normalmente los dos problemas se suman. Por esto, la sobrecarga puede dar como

resultado pérdidas aún más acentuadas que la baja presión aislada.

El primer efecto de la sobrecarga es la pérdida de kilometraje. En la Figura 1.13 se

observa que una sobrecarga de apenas el 10%, provoca una perdida del 15% en la vida útil

del neumático. Además, el consumo de combustible aumenta y pueden causar eventuales

daños prematuros en la carcaza lo que provoca que no sean renovables.

Si se excede el límite de carga del neumático, ocasionará un exceso de presión. Esto

provocara una especie de arco irregular del neumático, resultando también en una perdida

de contacto, tracción y adherencia, con desgaste más pronunciado en el centro de la banda

de rodamiento. El neumático se vuelve, aún más susceptible a daños por impactos.

Por otra parte, una baja presión también ocasiona pérdida de vida útil del neumático.

En la misma Figura 1.13, se observa que una falta de 20% de presión (80% de la presión

especificada) lleva a una perdida del 25% (75% de servicio) en el rendimiento del

neumático.

Con la baja presión el neumático se flexionará y no tendrá un acoplamiento correcto

con el suelo, desgastándose más en los hombros y perdiendo el contacto necesario para la

tracción y adherencia adecuadas. La flexión pronunciada del neumático en movimiento

aumenta su temperatura interna y el esfuerzo sobre la carcaza, causan además aumento de

combustible y desgaste en la banda de rodamiento.



26

1.12. Arreglos dobles

Cada llanta de un conjunto debe tener el mismo diámetro que su compañera. Si

fueran diferentes, la de mayor diámetro quedará con una carga desproporcionada y la

menor tendrá un asentamiento irregular sobre el suelo, presentado un desgaste

multiescamado. Cuando existe un mal pareo entre los conjuntos en el mismo eje, la menor

no sólo tendrá una carga desproporcionada, además dará un número mayor de vueltas para

alcanzar a la mayor, lo cual provocará problemas.

Las llantas no deben tener diferencias mayores de 7 milímetros de diámetro o 21

milímetros de perímetro con relación a su pareja. El mal pareo por arriba del límite en

ruedas dobles, causa exceso de carga en la llanta mayor y desgaste excesivo por arrastre en

la menor.

Utilizar siempre neumáticos de la misma medida y del mismo tipo en ejes dobles.

Tampoco monte llantas en rines con diferente medida al de la llanta. No mezclar

Figura. 1.13. Vida de duración de un neumático (%) Vs. presión (%)



27

neumáticos radiales con convencionales en el mismo eje, debido a que éstas tienen

comportamientos diferentes.

Además se debe considerar el espacio mínimo entre los neumáticos dobles que le

recomienda el fabricante, ya que así evitaría calentamiento de las mismas traduciéndose en

perdida de vida útil de sus neumáticos.

CAPÍTULO 2: DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA


28

CAPÍTULO 2

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA

2.1 Componentes principales del sistema

El sistema de monitoreo ha implementarse está constituido por los siguientes

componentes o subsistemas principales:

Transmisor – sensor

Receptor – dispositivo decodificador

Interfaz visual

Todos los componentes del sistema estarán ubicados en diferentes localidades del

automóvil como en el interior del neumático, parte externa del chasis del automóvil y en el

panel de control. El componente transmisor-sensor basado en el rfPIC12F675 estará

ubicado en el interior del neumático, la parte de receptor-decodificador se instalará en un

lugar cercano al neumático que contiene el transmisor-sensor y finalmente la interfaz

visual que se colocará en el panel de control del automóvil.

La disposición de los componentes del sistema en el automóvil se puede apreciar en

la Figura 2.1.



29

2.2. Descripción general de las etapas del proyecto

La aplicación de este proyecto consiste en monitorear la presión de aire en los

neumáticos de automóvil con estos pics de radiofrecuencia. Esto se lo realizará con una

tarjeta de transmisión, una tarjeta de recepción, un sensor de presión y una tarjeta de

control, las cuales se detallarán con más detenimiento posteriormente.

Una primera etapa es la de transmisión, la cual estará conformada por una tarjeta de

transmisión y un sensor de presión. El transmisor modulará las lecturas obtenidas por el

sensor mediante modulación ASK a una frecuencia de portadora de 433.92 MHz. Este

conjunto se ubicará en la parte interior del neumático debido a las características propias

del sensor que requiere estar en el interior del neumático para que de esta manera realice

las correspondientes mediciones de presión de aire existentes en el neumático.

Figura.2.1. Ubicación de los componentes del sistema

TRANSMISOR-SENSOR RECEPTOR-DECODOFICADOR

INTERFAZ VISUAL



30

Luego de tomar las mediciones, el conjunto transmisor- sensor envía estas mediciones vía

radiofrecuencia hacia otra etapa llamada etapa de recepción, la cual tendrá la misión de

recibir las mediciones y demodularlas para ser transmitirlas a una etapa de control a través

de un pin en forma serial. La etapa de control es la encargada de realizar la codificación y

visualización de los datos de presión; esto se lo hará mediante un PIC, un display de cristal

líquido LCD, un buzzer y un diodo emisor de luz LED bicolor. Estos tres últimos

elementos se colocarán en el panel de control del automotor. El diagrama de bloques del

sistema y lugar de ubicación del transmisor - sensor se indica en la Figura 2.2.

a)

b)

Figura. 2.2. a) Diagrama esquemático del sistema de monitoreo, b) sitio de colocación del sensor- transmisor

SENSOR - TRANSMISOR

RECEPTOR rf LCD – BUZZER – LED BICOLOR

ETAPA DE TRANSMISIÓN

ETAPA DE RECEPCIÓN Y CONTROL

ETAPA DE VISUALIZACIÓN

Sitio de ubicación del sensor - transmisor



31

2.3. Características generales de los PIC de radiofrecuencia y sensor de presión

2.3.1. Descripción del dispositivo rfPIC12F675

El rfPIC12F675 es un microcontrolador que se ubica en la clasificación de la gama

enana con relación a otro tipo de PIC. Tiene características muy similares a un PIC común

y corriente, no obstante la diferencia principal radica en la etapa de radiofrecuencia de

transmisión. Entre las características más relevantes de este PIC podemos citar:

Posee un cristal interno de 4 MHz.

Capaz de trabajar con cristal externo de 4 MHz.

Capacidad de interrupciones.

Memoria:

Memoria de programa FLASH de 8K x 14 bytes.

Memoria EEPROM de 128 x 8 bytes.

Memoria RAM de 64 x 8 bytes.

Código de protección programable.

Seis pines de entrada/salida bidireccionales, poseen weak pull-ups e interrupción

por cambio en los pines.

Comparador analógico.

Conversor análogo-digital de 10 bits en cuatro canales.

Timer 0: temporizador/contador de 8 bits con un prescaler de 8 bits.

Timer 1: temporizador/contador de 16 bits con un prescaler de 3 bits.

100000 ciclos de escritura/borrado en memoria FLASH

1000000 ciclos de escritura/borrado en memoria EEPROM.

Transmisor UHF ASK/FSK

Potencia de salida: +10 dBm a -12 dBm

Tasa de datos en modulación ASK: 0 – 40 Kbps.



32

Posee un cristal oscilador, VCO, filtro de lazo (loop filter) y un amplificador de

potencia.

Este rfPIC12F675 es un PIC que se encuentra en la clasificación de la gama enana o

baja (12FXXX) cuya principal característica es ser de reducido tamaño de con relación a

otra clase de PICs. Se alimentan con un voltaje de corriente continua comprendido entre

2.5 V a 5 V, y consumen menos de 2 mA cuando trabajan a 5 V y 4 MHz. El formato de

sus instrucciones puede ser de 12 o 14 bits.

2.3.1.1. Organización de la memoria de programa. El rfPIC tiene un contador de

programa de 13 bits capaz de direccionar un espacio de programa de memoria de 8K x 14.

Sólo los primeros 1K x 14(0000h – 03FFh) para el dispositivo rfPIC12F675 es físicamente

implementado. El vector reset está en la dirección 0000h y el vector interrupción está en la

dirección 0004h,.

2.3.1.2. Organización de la memoria de datos. La memoria de datos está dividida en dos

bancos, ver Figura 2.3 las cuales contiene Registros de Propósito General y Registro de

Funciones Especiales. El registro de las funciones especiales están localizadas en las 32

primeras localizaciones de cada banco. Las localizaciones 20h a 5Fh son para los registro de

propósito general implementadas como RAM estática y mapeado a través de los dos

bancos.



33

Figura. 2.3. Memoria de datos del rfPIC12F675



34

2.3.1.3. Registros de configuración. Los registros a configurar son registros usados por el

CPU del microcontrolador para controlar la operación deseada del dispositivo.

Entre los registros de configuración del microcontrolador más importantes podemos

citar:

Registro STATUS

Registro STATUS (03h o 83h)

IRP RP1 RP0 TO PD Z DC C

bit 7 bit 0

bit 7 IRP: Bit reservado y debe mantenerse en cero.

bit 6 RP1: Bit reservado y debe mantenerse en cero.

bit 5 RP0: Bit de registro que selecciona el banco.

1 = Banco 1 (80h - FFh)

0 = Banco 0 (00h – 7Fh)

bit 4 TO : Bit de tiempo fuera

1 = Después de energía alta o de las instrucciones CLRWDT o SLEEP.

0 = Tiempo fuera en el WDT ocurrido.

bit 3 PD : Bit de energía baja

1 = Después de energía alta o para la instrucción CLRWDT.

0 = Para la ejecución de la instrucción SLEEP.

bit 2 Z: Bit cero

1 = El resultado de una operación aritmética o lógica es cero.

0 = El resultado de una operación aritmética o lógica no es cero.



35

bit 1 DC: Dígito bit de carry / borrow

Para las instrucciones ADDWF, ADDLW, SUBLW, SUBWF.

Para borrow la polaridad es invertida.

1 = Hay carry en el 4º bit menos significativo del resultado ocurrido.

0 = No hay carry en el 4º bit menos significativo del resultado ocurrido.

bit 0 C: Bit de carry / borrow

Para las instrucciones ADDWF, ADDLW, SUBLW, SUBWF.

1 = Hay carry en el bit más significativo del resultado obtenido.

0 = No hay carry en el bit más significativo del resultado obtenido.

Registro OPTION

Registro OPTION (81h)

GPPU INTEDG T0CS T0SE PSA PS2 PS1 PS0

bit 7 bit 0

bit 7 GPPU : Bit habilitador de pull-up en GPIO.

1 = GPIO pull-ups están deshabilitados.

0 = GPIO pull-ups están habilitados por valores de puerto match

individuales.

bit 6 INTEDG: Bit selector de interrupción de flanco.

1 = Se interrumpe por flanco ascendente en el pin GP2/INT.

0 = Se interrumpe por flanco descendente en el pin GP2/INT.

bit 5 T0CS: Bit de selección de reloj TMR0 de origen.

1 = Transición en el pin GP2/T0CK1.

0 = Instrucción interna de ciclo de reloj (CLKOUT).



36

bit 4 T0SE: Bit de selección de origen del flanco TMR0.

1 = Incrementa la transición de alto a bajo en el pin GP2/T0CK1.

0 = Incrementa la transición de bajo a alto en el pin GP2/T0CK1.

bit 3 PSA: Bit de asignación del escalador.

1 = El escalador es asignado al WDT.

0 = El escalador es asignado para el módulo TIMER0.

bit 2-0 PS2-PS0: Bits de selección de la razón del escalador.

VALOR DE BIT RAZÓN DE TMR0 RAZÓN DE WDT

000 1 : 2 1 : 1

001 1 : 4 1 : 2

010 1 : 8 1 : 4

011 1 : 16 1 : 8

100 1 : 32 1 : 16

101 1 : 64 1 : 32

110 1 : 128 1 : 64

111 1 : 256 1 : 128

Registro INTCON

Registro INTCON (0Bh o 8Bh)

GIE PEIE T0IE INTE GPIE T0IF INTF GPIF

bit 7 bit 0

Tabla. 2.1. Selección del escalador



37

bit 7 GIE: Bit habilitador de la interrupción global.

1 = Habilita todas las interrupciones desenmascaradas.

0 = Deshabilita todas las interrupciones.

bit 6 PEIE: Bit habilitador de interrupciones periféricas.

1 = Habilita todas las interrupciones periféricas desenmascaradas.

0 = Deshabilita todas las interrupciones periféricas.

bit 5 T0IE: Bit habilitador de interrupción por desborde del TMR0.

1 = Habilita las interrupciones del TMR0.

0 = Deshabilita las interrupciones del TMR0.

bit 4 INTE: Bit habilitador de interrupción externa del GP2/INT.

1 = Habilita la interrupción externa del GP2/INT.

0 = Deshabilita la interrupción externa del GP2/INT.

bit 3 GPIE: Bit habilitador de interrupción por cambio de puerto.

1 = Habilita la interrupción por cambio de puerto en el GPIO.

0 = Deshabilita la interrupción por cambio de puerto en el GPIO.

bit 2 T0IF: Bit bandera por interrupción de desborde del TMR0.

1 = El registro TMR0 tiene desborde (debe ser limpiado por software).

0 = El registro TMR0 no tiene desborde.

bit 1 INTF: Bit Bandera de Interrupción externa en GP2/INT.

1 = Ocurrió una interrupción externa (se pone a cero por software).

0 = No ha ocurrido una interrupción externa en GP2/INT.

bit 0 GPIF: Bit bandera de interrupción por cambio de puerto.

1 = Cuando en uno de los más pequeños entre los pines GP5-GP0 cambian de

estado (se pone a cero por software).

0 = Ninguno de los pines GP5 a GP0 han cambiado de estado.



38

Registros GPIO y TRISIO

Registro GPIO (05h)

- - GPIO5 GPIO4 GPIO3 GPIO2 GPIO1 GPIO0

bit 7 bit 0

bit 7-6 No implementado. Se lee como “0”.

bit 5-0 GPIO: Pines I/O de propósito general.

1 = Se habilita el puerto.

0 = No se habilita el puerto.

Registro TRISIO (85h)

- - TRSIO5 TRSIO4 TRSIO3 TRSIO2 TRSIO1 TRSIO0

bit 7 bit 0

bit 7-6 No implementado. Se lee como “0”

bit 5-0 TRISIO: Bit de control de tri-estado de I/O de propósito general.

1 = Pin GPIO es configurado como una entrada. (Tres estados).

0 = Pin GPIO es configurado como una salida.

Nota: TRISIO <3> siempre debe leer “1”.



39

Registro ANSEL

Registro ANSEL - ANALOG SELECT REGISTER - (9Fh)

- ADCS2 ADCS1 ADCS0 ANS3 ANS2 ANS1 ANS0

bit 7 bit 0

bit 7: No implementado. Se lee como “0”.

bit 6-4 ADCS: Bit selector de reloj del conversor A/D.

000 = FOSC/2.

001 = FOSC/8

010 = FOSC/32

x11 = FRC (reloj obtenido del oscilador interno dedicado máx. 500 KHz)

100 = FOSC/4

101 = FOSC/16

110 = FOSC/64

bit 3-0 ANS3-ANS0: Bit selector análogo.

Entre funciones análogas o digitales en los pines AN respectivamente.

1 = Entrada análoga. El pin es asignado como entrada análoga (1).

0 = I/O digital. El pin es asignado para puerto o función especial.

2.3.1.4. Descripción de pines

• GP0/AN0/CIN+

El pin GP0 es configurable para que éste pueda funcionar como:

I/O de propósito general.

Una entrada análoga para el conversor A/D.

Una entrada análoga para el comparador.



40

• GP1/AN1/CIN-/VREF




Una entrada análoga para el comparador.

Una entrada del voltaje de referencia para el conversor A/D.

• GP2/AN2/T0CKI/INT/COUT




La entrada del reloj para el TMR0.

Interrupción externa para la activación de flanco.

Salida digital del comparador.

• GP3/MCLR/VPP


Una entrada de propósito general.

Master Clear Reset.

• GP4/AN3/T1G/OSC2/CLKOUT




Entrada a TMR1.



41

Conexión al cristal/resonador.

Salida del reloj.

• GP5/T1CKI/OSC1/CLKIN



Entrada de reloj a TMR1.

Conexión al cristal/resonador.

Entrada del reloj.

2.3.1.5. Modulación ASK. En modulación ASK son transmitidos variando la potencia de

salida. El pin DATAASK habilita el PA (amplificador de potencia), conmutando este pin

cambia la salida de radiofrecuencia ya sea para prendido a apagado. En modo ASK, los

pines DATAFSK y FSKOUT no son utilizados, y ambos pines se deben conectar a tierra.

Un ejemplo de un circuito típico de modulación ASK es indicado en la Figura 2.4.



42

2.3.2. Descripción del receptor rfRXD0420

Los microcontroladores receptores rfRXD0420/0920 son de bajo costo, frecuencia de

radio de recepción de corto rango compacta por lo que requiere un mínimo de

componentes externos para un sistema de recepción completa. El rfRXD0420 cubre la

frecuencia recibida en el rango de 300 MHz a 450 MHz, en cambio el rfRXD0920 cubre

las frecuencias de 800 MHz a 930 MHz. El rfRXD0420 y rfRXD0920 comparten una

arquitectura común. Estos están configurados para trabajar en la modulación ASK y FSK

o modulación FM. Los rfRXD0420 y rfRXD0920 compatibles con los rfPIC y la serie de

rfHCS de los transmisores de RF.

Figura. 2.4. Esquema de un transmisor ASK típico



43

Entre las características principales de este dispositivo podemos citar:

Arquitectura del receptor de conversión superheterodino simple de bajo costo.

Compatible con los transmisores RF de las series rfPIC y rfHCS.

El rango de frecuencia recibida es, ver Tabla.2.2:

DISPOSITIVO RANGO DE FRECUENCIA

rfRXD0420 300 MHz – 400 MHz

rfRXD0920 800 MHz – 930 MHz

Máxima tasa de datos:

- ASK: 80 Kbps NRZ

- FSK: 40 Kbps NRZ

Rango de la frecuencia intermedia: 455 KHz a 1.4 MHz.

Rango del indicador de potencia de la señal recibida (RSSI): 70 dB.

Máxima modulación en frecuencia FM: 15 KHz.

Bajo consumo de corriente en modo standby o modo activo

- rfRXD0420

- 8.2 mA

- < 100 nA en standby.

- rfRXD0920

- 9.2 mA

- < 100 nA en standby.

Tabla 2.2. Rango de frecuencias de los rfRXD0420/920



44

Amplio rango de temperatura:

- -40 oC a + 85 oC.

Aplicaciones

Comando y control remoto inalámbrico.

Sistemas de seguridad inalámbricas.

Para baja potencia de telemetría.

En receptores FM de baja potencia.

Automatización de casas.

Sensores remotos.

La antena de este dispositivo tiene una impedancia típica de 50 Ω. La longitud de la

antena debería ser un cuarto de la longitud de onda (λ) de la frecuencia recibida. La

impedancia típica de un cuarto de longitud de onda de una antena alámbrica es de 36 λ.

Por ejemplo, la longitud de onda de 433.92 MHz es:

Rfc

=λ

donde:

c = 3 x 108 m / s

mMHz

smx

69.092.433

1083==λ

Por lo tanto:

0.25 λ = 17.3 cm o 6.8 pulgadas



45

2.3.3. Sensor de presión SP12T

2.3.3.1. Descripción. El sensor de presión para aire SP12T tiene la capacidad para trabajar

en el rango de 50 a 1400 KPa. Este sensor tiene una interfase serial digital para la

comunicación con microcontroladores. Está provisto de 14 pines pequeños además no

requiere componentes externos. El SP12T puede ser utilizado para mediciones de presión,

temperatura y voltaje de alimentación. En la Figura 2.5 se indica el diagrama de bloques

del SP12T.

2.3.3.2. Valores de operación máximos y mínimos del SP12T. Estos valores se muestran

a continuación en la Tabla 2.3.

Figura 2.5. Diagrama de bloques del SP12T



46

Parámetros Mínimo Máximo Unidades

Presión de entrada 3300 KPa

Temperatura de

almacenamiento - 40 150

oC

Temperatura en aplicación - 40 150 oC

Temperatura en aplicación,

pasajera - 140 175 oC

Voltaje de alimentación - 0.3 6.0 V

Voltaje de entrada, cualquier

pin - 0.3 VDD + 0.3 V

Protección, match up - 100 100 mA

Protección de ESD (máquina) - 200 200 V

Protección de ESD (hombre) - 2 2 V

Choque mecánico 2000 g

Aceleración estática 2000 g

donde:

- ESD: Descarga electrostática

- g: gravedad – 9.8 [ ]2sm

2.3.3.3. Condiciones de operación recomendadas. Estos valores se señalan en la Tabla

2.4.

Tabla 2.3. Valores máximos de las variables del SP12T



47

Parámetros Mínimo Máximo Unidades

Rango de temperatura,

operacional - 40 125

oC

Voltaje de alimentación

durante la medición 2.1 3.6 V

Voltaje de alimentación entre

mediciones 1.8 5.5 V

Presión de entrada 50 1400 V

La temperatura leída por el SP12T tiene una desviación de la temperatura actual,

misma que se corrige por la ecuación:

2

1212 *0002.0*004.092.0 TSPTSPcorr TTT ++−=∆

donde: TSP12T es la temperatura reportada por SP12T, y

∆Tcorr es la temperatura de corrección

∆Tcorr debe sustraerse de la temperatura reportada del SP12T para obtener una mayor

exactitud.

2.3.3.4. Salidas wake up y reset. El SP12T está provisto de dos salidas, Wake up y Reset,

las cuales pueden ser usadas como una interrupción o reset para el microcontrolador. Cada

salida proporciona un pulso en intervalos constantes. Las señales de salida del wake up y

reset son activadas con señales en bajo.

El SP12T tiene dos osciladores: uno de baja potencia que oscila en los 2.5 KHzy se

usa para medir los intervalos de tiempo, y un oscilador de 2 MHz usadas para las

mediciones y transmisión de datos. Debido al uso de estos dos osciladores conlleva a

obtener un bajo consumo de corriente.

Tabla 2.4. Valores de operación recomendados



48

Debido a esto existe un bajo consumo de corriente, el oscilador de baja potencia es

sensible tanto a la variación de temperatura como a la variación del voltaje de

alimentación. Para mantener longitudes constantes en los intervalos de tiempo bajo

diferentes condiciones, el oscilador de baja potencia es comparado con el oscilador de 2

MHz durante cada medición y la corrección es aplicada a la cuenta en que sucede el

intervalo. Toda esta operación se denomina auto calibración. La estabilidad del intervalo

de tiempo depende del cambio en la temperatura o voltaje de alimentación desde la última

medición.

2.3.3.5. Protocolo SPI. La interfase SPI es un protocolo de comunicación para

microcontroladores externos, en la que la máxima frecuencia del reloj serial es de 500

KHz.

Este protocolo, utiliza cuatro pines para la transferencia de datos que se detallan a

continuación: un pin habilitador o enable (NCS), pin para la señal de reloj (SCLK), un pin

para el envío de información (SDO) y uno para la recepción de información. (SDI), es

decir mantiene una comunicación full duplex entre el master que en nuestro caso es el PIC

transmisor con el esclavo, el sensor. El envío de datos se efectúa en cada flanco ascendente

de reloj mientras tanto que la recepción de datos se ejecuta en cada flanco descendente de

reloj.

Cuando el NCS está en alto cualquier señal en los pines SCLK y SDI son ignorados,

y SDO es llevado a un estado de alta impedancia.

Durante la transición de alto a bajo en NCS, la palabra de respuesta del protocolo SPI

es multiplexado desde el latch(es) que fue (fueron) definidos por el último comando

presente en el registro de desplazamiento. El pin SCLK debe estar en bajo cuando NCS

cambia a bajo.

En cada flanco ascendente del reloj después que NCS ha ido a nivel bajo, la palabra

resultante es serialmente desplazada hacia fuera del sensor por el pin SDO, se empieza por

el bit menos significativo, LSB.



49

En cada flanco descendente de reloj luego que NCS ha ido a nivel bajo, la nueva

palabra resultante se envia en forma serial al sensor a través del pin SDI, empieza por el bit

menos significativo, LSB.

Los bits de comando de la palabra del protocolo SPI recibida se decodifican para

determinar la dirección de destino de los bits de datos. Una vez que ha transcurrido el

octavo flanco descendente, la siguiente transición de bajo a alto en NCS causa que los bits

almacenados en el registro de desplazamiento SP12T se transfieran al interior del latch

cuya dirección fue codificada desde los bits de comandos del SPI del registro de

desplazamiento

Si el número de pulsos de reloj antes de que NCS vaya a alto son diferentes a 0, 8 o

16, un filtro digital impide la ejecución del comando recibido. (Un pulso válido con cero

pulsos de reloj causará que el anterior comando sea ejecutado una vez más).

El Indicador de falla de Status (FSI) realiza la operación lógica OR de todos los bits

del registro STATUS, a excepción del sexto bit. El FSI está presente en el pin SDO luego

que NCS ha ido a bajo y antes que SCLK vaya a alto, esto se indica en la Figura.2.6.

Figura 2.6. Diagrama de tiempos del protocolo SPI



50

El FSI es válido solamente antes del byte respuesta que contiene los valores de las

mediciones resultantes. Si la señal FSI se encuentra en alto, por lo menos uno de los bits de

error en el byte de STATUS puesto a “1”, y las mediciones deben ser reejecutadas.

Este protocolo tiene una cierta similitud con el protocolo I2C, el cuál a diferencia del

protocolo SPI el I2C utiliza solamente tres pines para transferir datos los cuales son: a) un

pin habilitador o enable, b) un pin para la señal de reloj y, c) uno para el envío y recepción

de datos. Para ejecutar la transferencia de datos se debe definir si se desea enviar o recibir

información, esto se lo puede llevar a cabo mediante las instrucciones de:

DIRECCIÓN OPERACIÓN DATOS

Entonces si se requiere enviar datos, como primer paso se debe enviar una dirección

en donde se va a almacenar la información, luego se define la operación a realizar, que

para el caso corresponde a una operación de escritura y finalmente el envío de la

información.

Pero si se desea recibir datos el único cambio respecto a lo anterior está en el tipo de

operación a realizar; es decir, una operación de lectura.

2.3.3.6. Comandos del protocolo SPI. Los comandos esperados con un byte de

datos adicional están señalados con una letra “A” en la dirección de la columna. En

aquellos comandos en los que se requieren de este byte de datos adicional, tanto el byte

como el comando deben ser enviados como una palabra de 16 bits, con el NCS en bajo

para 16 ciclos de SCLK. Si NCS cambia a alto entre el byte de dato y el comando, el byte

de dato será interpretado como un comando separado. En la Tabla 2.5 se presenta los

comandos del protocolo SPI para el sensor SP12T.



51

COMANDO CÓDIGO DIR RESPUESTA DESCRIPCIÓN

MEASURE_P 00110001 Lee el código del comando

de atrás Lectura de presión

RCPDH 00101100 Dato de presión

compensado, byte alto

Debe ser leído

primero (antes del

byte bajo)

RCPDL 00101101 Dato de presión

compensado, byte bajo

Debe ser leído

segundo (después del

byte alto)

RRPDH 00001000 Dato crudo de presión, byte

alto

Lee los datos crudos

de presión, byte alto

RRPDL 00000100 Dato crudo de presión, byte

bajo

Lee los datos crudos

de presión, byte bajo

READIDH 00111101 Identificador (ID), byte alto Lee el identificador,

byte alto

READIDM 00111000 Identificador (ID), byte

medio

Lee el identificador,

byte medio

READIDL 00110100 Identificador (ID), byte bajo Lee el identificador,

byte bajo

MEASURE_T 10101101 Lee el código de comando de

atrás

Lectura de la

temperatura

RCTMP 10110000 Dato de temperatura

compensada

Lee la temperatura

compensada

MEASURE_B 00100101 Lee el código de comando de

atrás

Lectura del voltaje de

alimentación

RCBD 00101001 Dato del voltaje de

alimentación compensdada

Lee el dato de

alimentación

compensada

RSR 10110101 Registro STATUS Lee el registro

STATUS

READ 10111000 A Un byte del registro Lee un byte del

Tabla 2.5. Comandos del protocolo SPI



52

SHADOW registro SHADOW

OTP_PWR 11110110 A Lee el código de comando de

atrás

Prende / apaga la

energía del OTP

READDR 11000001 A Lee el registro en direcciones

aplicadas

Lee la dirección

aplicada (prueba del

SPI)

STANDBY 00000001 Última respuesta repetida

Va a modo standby y

transfiere al módulo

de transmisión la

respuesta de la

medición del

comando anterior

LDOTP 10111100 Lee el código de comando de

atrás

Reset del SP12T:

carga el contenido de

OTP al registro

Shadow

SETWK 00101110 A Lee el código de comando de

atrás

Coloca un intervalo

de longitud del Wake

up en la dirección de

campo (1-256 seg)

GETWK 00101111 Valor programado del

intervalo del wake up

Lee la longitud

anterior del intervalo

de Wake up

Si un comando no válido es recibido, no se realizará ninguna acción y en la palabra

de respuesta serán asignados todos los bits a “0” (cero HEX). Los tres bytes del código de

identificación son programados en la PROM del SP12T.

2.3.3.7. Byte de STATUS. El detalle de los bits que conforman el byte del registro

STATUS se indica en la Tabla 2.6.



53

BIT DESCRIPCIÓN NOTA

0 Desborde/no Desborde ADC o compensación

1 Error de paridad en los datos PROM

2 Control de error en el registro

SHADOW

3 Recargar la PROM / RESET interno

Se pone a “1” durante el RESET y la

recarga de la PROM (use la secuencia

completa del RESET)

4 Medida no especificada debido al

bajo voltaje de alimentación

0: Voltaje de alimentación correcta

1: Voltaje de alimentación bajo (VDD < 2.1)

5

Falla en el sensor (falla mecánica en

el sensor o daño en circuitería

interna)

0: No error

1: Sensor de presión o circuito interno

dañado

6 No se usa

7 Medición en progreso

0: Medición completada (dato puede ser

leído)

1: Medición en progreso (dato no está

disponible )

2.3.3.8. Byte de presión. La presión, en KPa, es obtenida multiplicando el valor en este

byte por la resolución de la presión y sustrayendo la cantidad de cincuenta (50 KPa) que es

el valor del offset del sensor. La resolución típica de la presión es 2.97 KPa / lsb para una

temperatura entre de -40 a 125 oC y un voltaje de alimentación entre 2.1 a 3.6 V.

2.3.3.9. Byte de temperatura. La temperatura, en oC, se obtiene restando 50 del valor de

este byte.

Tabla 2.6. Contenido del byte de STATUS



54

2.3.3.10. Byte de voltaje de alimentación. El voltaje de alimentación, en voltios, se

obtiene multiplicando el valor en este byte por 0.0184, y sumando 1.73.

2.3.3.11. Características de entradas/salidas digitales. Estas características se resumen

en la Tabla.2.7.

Parámetro Especificación Condiciones ambientales

Unidad Mín. Típico Máx. Temperatura

oC

Voltaje de

alimentación

VDD [V]

Máx.

corriente

de carga

[mA]

Entrad

a lógica

en bajo

(VIL)

V 0.2 -

VDD - 40 a 125 1.8 – 3.6

Entrad

a lógica

en alto

V 0.8 – VDD - 40 a 125 1.8 – 3.6

Fuga en

la

entrada

µA - 1 1 - 40 a 125 1.8 – 3.6

Salida

lógica

en bajo

V 0.1 0.2 - 40 a 125 1.8 – 3.6 1

Salida

lógica

en alto

V VDD –

0.25 - 40 a 125 1.8 – 3.6 1

2.3.3.12. Corriente de mantenimiento. Es la corriente generada por el SP12T cuando

solamente el oscilador de baja potencia (2 KHz) y el contador de intervalo se están

ejecutando.

Tabla 2.7. Características de las de entradas/salidas digitales



55

2.3.3.13. DATA PROM. La PROM contiene la calibración de datos y el código de

identificación (ID). Este es leído en el power-on reset, cuando el contenido se ha copiado

al registro SHADOW. La PROM contiene un bit de paridad. Si sucede un error en la

paridad durante la lectura de la PROM, el SP12T entrará al estado de recarga en la PROM.

2.3.3.14. Recarga de la PROM. En este estado, el SP12T leerá el contenido de la PROM

de nuevo en intervalos de 1 segundo hasta tener una lectura completa en forma exitosa.

La lectura de la PROM puede fallar por dos razones:

Error en la paridad en la DATA PROM

Lectura interrumpida debido a un voltaje de alimentación inferior mínimo

requerido para la operación de lectura.

El FSI se pondrá en “1” si un comando es activado (vía protocolo SPI) mientras el

SP12T está en el estado de recarga de la PROM.

2.3.3.15. Registro de protección SHADOW. Inmediatamente después de copiar el

contenido de la PROM al registro SHADOW, el dato es almacenado y verificado en cada

ciclo de medición de aquí en adelante. Si se detecta un error, el SP12T entrará al estado de

recarga de la PROM.

2.3.3.16. Voltaje de alimentación bajo. Un voltaje de alimentación inferior a 2.1 V

(nominal) tiene dos consecuencias:

Interrupción en la lectura de la PROM

Las mediciones realizadas no son garantizadas

El SP12T usa un circuito separado con una señal de salida, llamada VMIN, para

detectar esta condición. VMIN = 1 ocurrirá si VDD < 2.1 ± 0.1 V.

Si el voltaje de alimentación es la causa para que la información en el registro

shadow se altere, el SP12T entrará al estado de la recarga de la PROM.



56

2.3.3.17. Temperatura alta. Si una alta temperatura causa que la información en el

registro shadow se altere, el SP12T entrará al estado de recarga de la PROM.

2.3.3.18. Descripción de pines del SP12T. Esta descripción se detalla en la Tabla 2.8 y en

la Figura 2.7.

PIN No NOMBRE FUNCIÓN NOTA

1 NCS Chip Select (se activa en

bajo)

2 SDO Salida de dato serial

3 SCLK Entrada de reloj serial

4 SDI Entrada de dato serial

5 VPP Voltaje de programación No conectar

6 VDD Voltaje de alimentación

7 VSS Conectar a tierra A tierra en

aplicación


aplicación

9 DIG IN/GND Entrada digital de

fabricación

A tierra en

aplicación

10 NC No se usa A tierra en

aplicación


aplicación

12 TEST/GND Prueba de fabricación A tierra en

aplicación

13 RESET Reset a la señal de salida

14 WAKE UP Wake up a la señal de salida

Tabla 2.8. Descripción de pines del SP12T



57

a )

b )

Figura 2.7. a) Distribución de pines del SP12T, b) Aspecto físico del SP12T

CAPÍTULO 3: DISEÑO TÉCNICO


58

CAPITULO 3

DISEÑO TÉCNICO

3.1. Aspectos generales

La aparición de los microcontroladores ha dado lugar a que el campo tecnológico

haya dado un paso considerable hacia un mundo contemporáneo capaz de satisfacer aún

más las diferentes exigencias que propone las facetas socio-económicas en los tiempos

actuales.

Los microcontroladores más comunes son una excelente herramienta para desarrollar

un sin número de aplicaciones a nivel industrial, comerciales, o domésticas por ser

flexibles, económicos y estar al alcance del usuario en el mercado comercial. No obstante,

estos microcontroladores pueden no cubrir ciertos requerimientos como por ejemplo la

ubicación de éstos en ciertos sitios donde no son accesibles, tal es el caso del interior de un

neumático de automóvil.

En vista de tal situación y de algunas otras existentes que pueden darse, los

fabricantes de los microcontroladores han tratado de suplir tal necesidad mediante la

creación de microcontroladores de radiofrecuencia, como es el caso de la compañía

MICROCHIP con su producto PICs de radiofrecuencia.

Es por esto que en el presente se tiene el propósito de hacer uso de esta gama de

microcontroladores no muy conocidas en nuestro medio, para de esta manera

proporcionarnos una visión más extensa del alcance y bondades de dichos dispositivos

electrónicos.



59

Desafortunadamente el proyecto fue implementado para un solo neumático en razón

de la adquisición de un solo sensor de presión. Esto se debe a que el fabricante del sensor

SP12T utilizado en el proyecto no facilitaba estos dispositivos a usuarios particulares a

menos que sea para empresas automotrices grandes a nivel internacional y con un número

mínimo de dispositivos a adquirir de 800 unidades.

La elección de este sensor de presión se lo realizó tomando en cuenta sus principales

características con relación a otros sensores como son: rango de presión ideal para la

medición de presión en los neumáticos de un automóvil (SP12T: 50 – 1400 KPa), la

respuesta de lectura de la presión está dada en forma digital por lo que facilita el acople a

un microcontrolador, no necesita componentes externos para su funcionamiento y requiere

un voltaje de alimentación comprendido entre 2.1 V – 3.6 V.

Esta última característica es la que tuvo más incidencia en la elección del sensor

SP12T, puesto que la alimentación de voltaje del sensor se la va a tomar del módulo de

transmisión, la cual suministra solamente 3.2 V. En cambio la utilización de otros sensores

requería un voltaje de alimentación para su funcionamiento de 5 V, voltaje que no era

capaz de suministrar el módulo de transmisión.

En secciones posteriores se detallará la información técnica necesaria, tanto en la

parte de hardware como en software para la implementación del sistema en los cuatro

neumáticos.

3.2. Etapa de transmisión

La etapa de transmisión está constituida por el sensor de presión de aire SP12T y la

tarjeta de transmisión de radiofrecuencia cuyo elemento principal es el rfPIC12F675.

3.2.1. Software y hardware de programación del rfPIC12F675

Como primer paso, se debe realizar una breve reseña tanto del software como del

hardware utilizado para la programación del rfPIC12F675, todo este material viene

incorporado en el kit de trabajo de la MICROCHIP de PICS de radiofrecuencia adquirido



60

para el desarrollo del proyecto, como podemos observar en la Figura 3.1 los dos módulos

de radiofrecuencia, y en la Figura 3.2 se muestra el programador del PIC transmisor.

Figura.3.2. Programador del PIC transmisor

Figura. 3.1. Módulos de radiofrecuencia



61

Este kit está provisto de:

Un par de tarjetas (transmisión-recepción) de radiofrecuencia que trabajan a una

frecuencia de 315 MHz en modulación ASK.

Un par de tarjetas (transmisión-recepción) de radiofrecuencia que trabajan a una

frecuencia de 433.92 MHz en modulación ASK.

El circuito programador del rfPIC12F675.

CDs que contiene software del compilador MPLAB, manuales del diseño de las

tarjetas de radiofrecuencia, diseño del programador del PIC de transmisión,

ejemplos de prácticas, etc.

3.2.1.1 Software de programación del rfPIC12F675. El rfPIC12F675 utiliza el software

de compilación MPLAB de la Microchip para su programación, el cual es un compilador

de simulación de PICS; el lenguaje de programación a utilizarse en el transmisor es el de

bajo nivel o lenguaje de máquina (assembler), el cual es un lenguaje conocido por la

mayoría de los usuarios que trabajan con microcontroladores. Ahora, se describirá en

forma rápida el manejo del software del programador propio del rfPIC12F675.

3.2.1.1.1. Visión global del programador. El programador a utilizar es el PICkit 1

FLASH de la MICROCHIP, posee una interfaz fácil de usar para programar chips de la

familia de 8/14 pines o microcontroladores flash. El kit de ayuda del programador viene

con todo lo que se necesita para programar, evaluación y desarrollo de aplicaciones

empleando los dispositivos de la Microchip de la familia de dispositivos de 8 / 14 pines o

microcontroladores flash. Además este kit cubre información acerca de entradas / salidas,

interrupciones, convertidores análogo-digital A/D, comparadores, tabla de datos y tiempos.

3.2.1.1.2. Interfaz de programación del kit de arranque PICkit 1 FLASH. Para ejecutar

el software se selecciona inicio > programas > PICkit/(tm) 1 FLASH Starter Kit y la

interfaz de programación aparecerá como aparece en la Figura 3.3:



62

Revisar que Device Power se haya seleccionado. Esta es una función

predeterminada indicando que el dispositivo de poder está prendido.

3.2.1.1.3. Descarga del proyecto de MPLAB. Para descargar un programa compilado al

PICkit 1 FLASH Starter Kit, se selecciona File > Import > HEX como se muestra en la

Figura 3.4.

Figura. 3.3. Interfaz de programación del PICkit 1 Flash

Figura. 3.4. Importación del archivo HEX



63

Examinar el archivo HEX requerido y haga clic en Open. El código es desplegado

en el Program Memory y en la ventana EEDATA Memory. Después que el archivo HEX

es importado, se escribe el programa en el dispositivo haciendo clic en el botón Write

Device. El programa existente será borrado y reemplazado por el nuevo. El estado del

programa escrito es desplegado en el estado de barra localizado en el fondo de la ventana

interfaz. Si lo escrito es exitoso, la barra de estado se volverá verde y desplegará “write

succesfull” como se indica en la Figura 3.5.

Si lo escrito falla, la barra de estado se tornará de color rojo y desplegará el mensaje

“checksum verify failed”, como se muestra en la Figura 3.6.

Si el error es desplegado, escribir el programa en el dispositivo de nuevo.

3.2.1.1.4. Archivo automático de recarga. En modo normal de operación, el archivo

HEX es actualizado con cada construcción en MPLAB IDE. Esto garantiza que la última

versión construida por MPLAB IDE será escrita en el dispositivo.

Figura. 3.5. Ventana de escritura exitosa

Figura.3.6. Ventana de error en la escritura



64

3.2.1.1.5. Verificador de código de programa. Esta función verifica el programa escrito

en el dispositivo otra vez en el archivo HEX. Esto compara todas las áreas de memoria

incluyendo el programa, EEDATA y configuración.

Para verificar el código importe el archivo HEX y haga clic en Veryfy. Si el código

es el mismo, la barra de estado se tornará verde y desplegará “Verified Successfully” como

se indica en la Figura 3.7.

Si encuentra un conflicto, la barra de estado se tornará roja y desplegará el error

“Verify Failed…Error in Program Memory”, como se muestra en la Figura 3.8.

3.2.1.1.6. Read device. Para ver el código escrito en el dispositivo, haga clic en Read

Device. El código es desplegado en el Program y la ventana EEDATA Memory para su

revisión.

Figura. 3.7. Ventana de verificación de código

Figura. 3.8. Ventana de error de código



65

3.2.1.1.7. Code protect - Código de protección. Esta función habilita las características

del código de protección del dispositivo. Para proteger el código deben seguirse los

siguientes pasos:

1.- Importe el archivo HEX.

2.- Seleccione Tools > Code Protect Device como se muestra en la Figura 3.9.

3.- Hacer clic en Write Device.

Si el dispositivo es leído luego que ha estado con el código de protección, el Program

y la ventana EEDATA Memory será desplegada con ceros.

3.2.1.1.8. Erase. La función Erase borra el código del dispositivo. Sin embargo, esta

función no es normalmente utilizada ya que la función Write Device realiza un borrado

previo a la escritura del código en el dispositivo.

Para borrar el código en el dispositivo con la función Erase, seleccionar el botón

Erase, o se selecciona Programmer > Erase del menú de herramientas, como se indica en la

Figura 3.10.

Figura. 3.9. Ventana de protección de código



66

3.2.1.1.9. Borrado total. A diferencia de la función Erase, la función Full Erase permite al

usuario no solamente borrar el dispositivo, sino también los valores del OSCCAL y el

Bandgap Calibration. Realizar un borrado total no es necesario en el curso normal de

eventos, es por ello que no se suele recomendar. Esta función sólo se utiliza si el OSCCAL

o el Bandgap han sido alterados.

Para realizar un borrado total se selecciona Programmer > Full Erase (OSCCAL &

BG erased) de la barra de herramientas como se indica en la Figura 3.9.

Una vez que el borrado total es completado, se regenera el OSCCAL y se resetea los

valores de los bits del Bandgap Calibration.

La función Regenerate OSCCAL ejecuta el programa en el dispositivo para

recalcular el valor de calibración del oscilador.

Para regenerar el valor del OSCCAL se selecciona Programmer > Regenerate

OSCCAL de la barra de herramientas tal como muestra en la Figura 3.11.

Figura. 3.10. Borrado del dispositivo



67

Para enviar el Bandgap Calibration Value seleccione Programmer > Set Bandgap

Calibration Value del menú de herramientas tal como se indica en la Figura 3.12.

Entonces la ventana Write Bandgap Calibration Value aparecerá como se muestra en

la Figura 3.13, debe seleccionarse un valor del bit de la lista y luego hacer clic en OK.

Figura. 3.11. Regeneración del OSCCAL (Valor calibración del oscilador)

Figura. 3.12. Regeneración del valor de calibración bandgap



68

El bit de valor del Bandgap aparecerá en el cuadro de Device Configuration como se

muestra en la Figura 3.14.

3.2.1.1.10. Oscilador 2.5 KHz OSC. Esta opción proporciona una señal de onda cuadrada

para auto calibrar el oscilador interno RC del pic de radiofrecuencia, esto se puede ver en

la Figura 3.15.

Figura. 3.13. Valor del bit de selección del bandgap

Figura. 3.14. Configuración del dispositivo

Figura. 3.15. Panel de control



69

3.2.1.2. Preparación del módulo de transmisión para la operación de grabado

Paso 1: Seleccionar el módulo de transmisión con el que se trabajará, éste debe ser

de la misma frecuencia que el del módulo de recepción.

Paso 2: Encender el módulo de transmisión posicionando el jumper en la posición

de la batería (batt) y el pin central (Pwr Sel P1), esto hace que se conecte a una

batería de litio de 3.2 V. En cambio, para el proceso de programación del PIC, el

jumper se debe colocar entre el pin central (Pwr Sel P1) y PICkit, esto se indica en

la Figura 3.16.

Una vez que se tenga colocado en forma correcta el jumper para la grabación de la

tarjeta de transmisión se insertará ésta en el zócalo del circuito programador como

se indica en la Figura 3.17, previo a este proceso se deberá remover del zócalo el

PIC16F676.

Figura. 3.16. Transmisor rfPIC



70

3.2.1.3. Hardware del módulo transmisor rfPIC12F675. El hardware del módulo de

transmisión ha sido desarrollado de modo que sea didáctico y por ende usado en las

prácticas, puesto que tiene incorporado potenciómetros, pulsadores para facilitar el

desarrollo y comprensión de tales prácticas. Ahora se va a indicar en la Figura 3.18 y en la

Tabla 3.1 la distribución de pines dispuesta en la tarjeta de transmisión para una mejor

identificación de la misma.

Figura. 3.18. Disposición de pines de la tarjeta de transmisión

Figura. 3.17. Programación del módulo de transmisión en el circuito programador



71

PIN DESCRIPCIÓN

1 GP5

2 GP4

3 GP3

4,5,6 No conexión

7 GP0

8 GP1

9 GP2

10,11,12 No conexión

13 Alimentación: 2.00 – 5.5 [Vdc]

14 Tierra

Como se mencionó en secciones anteriores, en el kit de desarrollo de los PICs de

radiofrecuencia viene dotado de dos pares de tarjetas (transmisor - receptor), los cuales

están diseñados para trabajar a dos diferentes frecuencias que son 315 MHz y 433.92 MHz;

pero para nuestra aplicación se va a trabajar con la tarjeta de 433.92 MHz en razón que, al

ser analizadas en un osciloscopio las señales, especialmente en el módulo de recepción de

los dos conjuntos de tarjetas, se puede observar que la tarjeta de 315 MHz es la más

susceptible, en el sitio de pruebas (Valle de los Chillos), a las interferencias producidas por

otras fuentes en relación con la tarjeta de 433.92 MHz.

A continuación, se cita las fuentes de interferencias existentes en la zona de pruebas

captadas por las tarjetas de radiofrecuencia:

♦ 315 MHZ – Servicios para enlace.

♦ 433.92 MHz – Meteorología satelital.

Tabla 3.1. Descripción de los pines en la tarjeta de transmisión



72

En la Figura 3.19 se puede apreciar, con la ayuda de un osciloscopio, la interferencia

existente en la tarjeta de recepción de 433.92 MHz, la cual será ignorada mediante un filtro

digital desarrollado por software.

Con relación a la potencia de la señal del transmisor, los dos pares de tarjetas tienen

una potencia de salida de +10 dBm a -12 dBm, estos valores se transforman a sus

equivalentes en [mW] mediante la ecuación:

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛

= 1010)(dBm

mWP

Figura 3.19. Interferencia en la tarjeta de recepción



73

Así se obtienen valores de 10 [mW] a 0.06309 [mW] respectivamente. Con estos

valores de la potencia de salida, la distancia de transmisión puede realizarse hasta unos

30m o 100 pies sí el transmisor y el receptor están en línea de vista, aunque esta distancia

puede reducirse aproximadamente a unos 12m sí el transmisor y el receptor no están en

línea de vista a causa de la presencia de obstáculos entre las tarjetas. Además, se debe

señalar que la tasa de transmisión de datos (ancho de banda) es de 0 – 40 Kbps.

3.2.1.3.1. Valores de presión para el funcionamiento normal de los neumáticos. Antes

de empezar con la programación del PIC transmisor, se debe tener en cuenta que el rango

de presión en los neumáticos sea el normal para su correcto funcionamiento y por ende

tenga una vida útil más prolongada.

Estos valores dependen del tipo de neumático que utiliza el automotor, es decir, el

automotor puede ser de carga pesada (camiones, trailer, vehículos de trabajo pesado), de

carga liviana (camionetas), de pasajeros o automóvil.

Para el presente proyecto se hará la aplicación en el neumático de un automotor de

carga liviana. Esta elección se realizó en base a la presión de trabajo en los neumáticos de

este automotor, por cuanto la presión de trabajo definirá el tipo de sensor a emplear.

El costo del sensor es proporcional al rango de presión que esté en capacidad de

medir, dependiendo del tipo de neumático que posea el vehículo.

Entonces el sensor adquirido para utilizar en el neumático para este tipo de

automotor es el SP12T de la fábrica Sensonor, el cual tiene un rango de medición entre 50

KPa y 1400 KPa.

Cabe indicar que existe otro sensor de presión del mismo fabricante, SP12; el mismo

que tiene un rango o span de medición entre 100 – 450 KPa, el cual perfectamente puede

servir para medir automotores de carga liviana. La Tabla 3.2 nos indica las presiones de

funcionamiento normal en los diferentes tipos de neumáticos de un automotor.



74

MÍNIMA

(lb/plg2 o psi)

MEDIA

(lb/plg2 o psi)

MÁXIMA

(lb/plg2 o psi)

AUTOMÓVIL 28 29 30

CAMIONETA 30 35 40

CAMIÓN 85 90 95

Estos valores de presiones en los neumáticos señalados en la Tabla 3.1 son

establecidos por los fabricantes, quienes además recomiendan que la presión más adecuada

para un normal funcionamiento de los neumáticos sea la presión de valor medio.

Entonces como el valor de la presión recomendada en los neumáticos de un

automóvil es de 29 psi, podemos convertir este valor a su equivalente en KPa mediante la

ecuación:

)lg(*89.6)( 2pulbsValorKPaValor =

Se obtiene un valor de 199.81 KPa; y por lo tanto este valor se encuentra dentro del

rango de presión que puede medir el sensor SP-12T, es decir, de 50 KPa a 1400 KPa.

3.2.2. Diagrama de flujo del programa principal del transmisor rfPIC12F675

El programa principal que comandará al rfPIC12F675 se ha desarrollado en lenguaje

de bajo nivel o assembler debido a que el software de programación del PIC de transmisión

(PicKit) en la versión disponible en el kit de desarrollo adquirido, únicamente acepta el

archivo.HEX creado por el software compilador MPLAB; y este software de programación

es el que controla a la vez al circuito de programación del PIC transmisor.

El programa desarrollado está basado en las características del sensor de presión, ya

que éste requiere del pic de transmisión unos comandos para la transmisión de datos con el

Tabla. 3.2. Valores de presión en los neumáticos para diferente tipo de automotores



75

protocolo SPI (Interface Serial Periférico), revisado en el Capítulo 2, el cual nos servirá

para definir los parámetros deseados a medir.

El diagrama de flujo del programa que controla el PIC de transmisión se presenta en

la Figura 3.20.



76

Figura. 3.20. Diagrama de flujo del programa del PIC transmisor



77

3.2.2.1. Explicación del diagrama de flujo del pic de transmisión. Como se mencionó

anteriormente en la Tabla 3.1, los valores máximo y mínimo de presión determinarán sí el

neumático está con la presión correcta para su normal desempeño en el automotor, por lo

que, estos valores críticos serán detectados e indicados en la interfaz visual, LCD. Además

el inconveniente por la presencia de interferencia en la zona se corrigió con un filtro

compuesto por las tramas de bytes de inicio de transmisión (A1D) y un byte de finalización

(B). Una parte del código del programa fuente se indicará luego de cada explicación

respectiva del diagrama de flujo.

El programa que controla este módulo de transmisión empieza con: la declaración

del PIC a emplear, declaración de etiquetas, palabra de configuración, deshabilitación de

interrupciones globales, habilitación de entradas digitales, declaración de entradas/salidas.

Esto se puede observar en una parte del código que se presenta a continuación:

;****************************

; Palabra de configuración

;****************************

__CONFIG _CPD_OFF & _CP_OFF & _BODEN_OFF & _MCLRE_OFF &

_PWRTE_OFF & _WDT_OFF & _INTRC_OSC_NOCLKOUT

;****************************

; Declaración de variables

;****************************

dato equ h'21'

sensor equ h'24'

xor equ h'25'

total_xor equ h'26'

dpresion equ h'2B'

---------

---------



78

;*****************************

; Declaración de entradas/salidas

;*****************************

clrf TRISIO

banksel OPTION_REG

movlw b'00001000'

movwf OPTION_REG

bcf INTCON,7

banksel ANSEL

bcf ANSEL,0

bcf ANSEL,1

bcf ANSEL,2

bcf ANSEL,3

banksel TRISIO

movlw b'11001000' ;

movwf TRISIO

banksel GPIO

A continuación, se cargan al PIC transmisor los comandos para ser transmitidos

hacia el sensor, con la finalidad de que éste entregue la respuesta del estado actual de

presión existente en el neumático.

;**************************

; Comandos del sensor

;**************************

movlw b'00110001'

call mpresion

movlw b'00001000'

call mpresion



79

El siguiente paso es la generación de una trama de bytes a transmitir; en este caso se

ha designado que A1D sean la trama de bytes de inicio de transmisión de datos. Como

trama de byte de fin de transmisión de datos será B. Todos estos bytes están tomados en

código ASCII. La razón para hacer que haya tres bytes de bits de inicio y un byte de bit de

parada es debido a que la interferencia existente en la zona de pruebas hace que se pierda o

distorsione la información real a transmitir al módulo receptor. Para resolver este problema

se ha colocado los tres bytes de inicio a los cuales afectarán la interferencia y no al dato

real. Además se realizó la operación lógica “xor” entre los bytes A1DB; con este resultado

también se hace la operación “xor” con el dato que transmite el sensor, y este resultado

final se lo almacena en un registro de memoria “xor_total” para ser enviado a la etapa de

recepción; este dato del registro xor_total será comparado en la etapa de recepción. El

proceso de las operaciones lógicas “xor” anteriores se conoce como “cheksum”; esto se

puede observar en la Figura 3.21 y en una parte del código del programa.

A1D DATO SENSOR B XOR_TOTAL

;*****************************

; Bit de inicio y bit de parada

;*****************************

movlw "A"

movwf dato

call transmitir

movlw "1"

movwf dato

call transmitir

movlw "D"

movwf dato

TRAMA DE INICIO DE TRANSMISIÓN

DATO DEL SENSOR

TRAMA DE FIN DE TRANSMISIÓN

XOR TOTAL

Figura.3.21. Generación del checksum



80

call transmitir

movfw sensor

movwf dato

call transmitir

movlw "B"

movwf dato

call transmitir

movfw xor

movwf dato

call transmitir

La transmisión de datos se la realiza con comunicación serial RS232; es decir, se va a

generar en el PIC transmisor los tiempos exactos de los bits de inicio y parada que utiliza

la transmisión serial; la velocidad de transmisión de datos a utilizar es de 2400 bps, sin

paridad, 8 bits de datos; el tiempo de un bit entonces es 416 µs, por lo que el receptor

revisa el bit de arranque cada 208 µs y luego cada 416 µs. Lo mencionado anteriormente se

puede ver en la Figura 3.22.

Figura.3.22. Tiempos para la comunicación serial empleado



81

Una vez generado los bytes que harán la función de bit de inicio y parada así como el

tiempo de bit se puede iniciar la transmisión del dato que envía el sensor hacia la etapa de

recepción. La transmisión de datos se hace cada 4 segundos.

El código fuente completo y comentado realizado en lenguaje assembler del rfPIC

transmisor se detalla en la sección de anexos.

3.2.3. Diagrama esquemático del circuito del sensor SP12T

El circuito del sensor es muy simple, por cuanto éste no requiere de componentes

externos adicionales, como se mencionó en el Capítulo 2. Teniendo en cuenta que el

módulo del pic transmisor está ya implementado, sólo requiere del diagrama esquemático

del sensor de presión. Las conexiones entre los pines del sensor con los pines del pic

transmisor se indican en la Figura 3.23.

SENSOR SP12T JUMPER DEL MÓDULO DE TRANSMISIÓN

1234567 8

91011121314

SP12T

NCSSDOSCLKSDIVPPVDDVSS VSS

DIG IN/GNDNCVSS

TEST/GNDRESET

WAKE UP

SP12T RA51

RA42

RA33

RC54

RC45

RC36

RA07

RA18

RA29

RC010

RC111

RC212

+ 5 V13

GND14

JP1JUMPER TRANSMISOR

Figura. 3.23. Diagrama de conexiones sensor - transmisor



82

3.3. Etapa de recepción

Esta etapa comprende al PIC receptor, rfRX0420 que es el encargado de recibir la

información enviada por el PIC de transmisión. Este dispositivo trabaja en modulación

ASK al igual que el pic transmisor.

Los pics de transmisión disponen de dos frecuencias de trabajo que ya se señaló en la

Tabla 2.2 del Capítulo 2.

El pic receptor tiene la particularidad de no ser programable, es decir, es un

dispositivo que solamente recibe la información para que esta información pueda ser

tratada mediante otro proceso de acuerdo a nuestros requerimientos.

La información recibida por el PIC receptor está dada en forma digital y se la obtiene

en un solo pin (11 o RC1) del zócalo de la tarjeta por lo que el trabajo de decodificar la

información que llega del transmisor tiene un cierto grado de dificultad. Es necesario

además considerar la interferencia existente en el área de pruebas. La disposición y

descripción de los pines en la tarjeta de recepción se puede observar en la Figura 3.24 y

Tabla 3.3 respectivamente.

Figura. 3.24. Disposición de pines de la tarjeta de recepción



83

PIN DESCRIPCIÓN

1-10 No conexión

11 Salida de datos

12 No conexión

13 Alimentación: 2.5 – 5.5 [Vdc]

14 Tierra

ANTENA Conexión de la antena

Debido a que hay que decodificar la información del PIC receptor y para resolver

este inconveniente, se optó por emplear el PIC 16F870, de uso y venta común en el

mercado. Este microcontrolador a más de decodificar la información, controlará la interfaz

visual de monitoreo que comprende el LCD, un diodo bicolor y un buzzer piezoeléctrico.

3.3.1. Diagrama de flujo del programa de la etapa de recepción

El programa para el PIC 16F870 fue realizado utilizando el software compilador

MICROCODE. Se utilizó este compilador debido a que es fácil de entender, flexible y

conocido por los usuarios. En la Figura 3.25 se ilustra el diagrama de flujo del programa

que comanda PIC 16F870.

Tabla. 3.3. Descripción de pines de la tarjeta de recepción



84

Figura. 3.25. Diagrama de flujo del programa en la etapa de recepción



85

3.3.2. Explicación del diagrama de flujo de la etapa de recepción

Como se describió en secciones anteriores, el pic receptor de radiofrecuencia no

puede ser programado. Además dado que la señal recibida por parte de la etapa de

transmisión aparece sólo en el pin RC4 de la tarjeta receptora, es necesario la utilización de

un microcontrolador, en este caso se utilizó el PIC 16F870 para decodificar esta señal,

algunas partes del código del programa fuente se indicará luego de las explicaciones

correspondientes del diagrama de flujo, con el fin de aclarar más la explicación.

Entonces de la misma manera, en la etapa de transmisión, se va a empezar con la

configuración del PIC 16F870 de entrada/salida de datos por los pines de los puertos del

mismo, sus librerías para trabajar con módulos LCD, la configuración de salida digital en

el puerto A y declaración de variables.

‘ ******************************

‘ Declaración de librerías y variables

‘ ******************************

DEFINE LCD_DREG PORTB

DEFINE LCD_DBIT 4

DEFINE LCD_RSREG PORTB

----------

---------

trisb.2=0

trisa.0=0

trisa.2=0

trisc.2=1

check var byte

dato var byte[1]

dato2 var byte[2]

x var byte

--------



86

Luego, el PIC espera el dato que envía la etapa de transmisión; al llegar los primeros

datos compara si lo recibido es el código ASCII de los caracteres A1D que representa el bit

de inicio de la comunicación serial RS232 para luego recibir al dato real de presión que

envía el sensor.

‘ ************************************

‘ Comunicación serial y bytes de inicio A1D

‘ ************************************

INICIO:

serin2 portc.2,396,100,INICIO,[wait("A1D"),str dato\1,str dato2\2]

Asimismo, se realizó un “checksum” o verificación de la misma forma que se realizó

en la etapa de transmisión con los mismos procedimientos; es decir, el valor de 52 es el

resultado de la operación lógica “xor” entre los bytes A, 1 y D; de esta manera se

determinará sí el dato de presión recibido es correcto; luego se realiza una nueva operación

lógica “xor” entre el valor 52 y dato2[0] que representa el byte “B” obteniendo un

resultado1 y finalmente se realiza la operación “xor” entre resultado1 y dato[0] que

representa el dato que lee el sensor para obtener un resultado2. Si el resultado2, que es el

checksum generado en la etapa de recepción, es igual al checksum generado en la etapa de

transmisión que está en la variable dato2[1], significa que el dato enviado por el sensor es

válido y no se ha distorsionado durante el transcurso de la transmisión. Los bytes que

representan los caracteres A, 1, D y B así como el dato de la lectura del sensor son

recibidos en código ASCII.

‘ *********************************

' Verificar el checksum

‘ *********************************

check=52

check=check ^ dato[0] ; resultado1

check=check ^ dato2[0] ; resulatdo2

if check= dato2[1] then dato_valido



87

goto INICIO

Controlado que el dato de presión no sufra cambio alguno, se procede a comparar

ahora el rango de presión permitido en los neumáticos para la presentación en el LCD.

Teniendo en cuenta que la presión normal en un neumático de automóvil de carga liviana

(camioneta, buseta pequeña, etc.) está en el rango de 28 psi a 32 psi (192.2 KPa – 220.48

KPa) ya se puede hacer la presentación en el LCD de los valores correspondientes de

presión con sus respectivos mensajes. También se debe recordar que el sensor nos da las

lecturas de medición de presión en kilopascales (KPa).

En el caso que los valores de presión sean menores a 192.2 KPa o mayores a 220.48

KPa, en el LCD presentarán los mensajes de “PRESIÓN BAJA” o “PRESIÓN ALTA”

respectivamente; a la vez que un led bicolor y un buzzer piezoeléctrico nos dará señales de

alarma.

‘ ***************************

‘ Lectura de la presión

‘ ***************************

dato_valido:

dato_tabla=dato[0]

gosub TABLA

if (dato_tabla < 77) then presenta1

if (dato_tabla >= 77) and (dato_tabla <= 96) then presenta2

if (dato_tabla > 96) then presenta3

GOTO INICIO

‘ *****************************

‘ Presión baja

‘ *****************************

presion_baja:

low portb.2

high porta.0



88

pause 10

lcdout $fe,$80,"PRESION MUY BAJA "

lcdout $fe,$c0,"CAMBIE SU LLANTA"

pause 100

goto INICIO

El código fuente completo y comentado en el compilador Microcode para el PIC

16F870 se detalla en la sección de anexos.

En la Figura 3.26, se muestran las señales transmitidas por el conjunto sensor –

transmisor tomado en un osciloscopio hacia la tarjeta de recepción. En este gráfico se

puede observar que la interferencia existente en la zona de pruebas ha sido ignorada casi

por completo en la etapa de recepción. Esto se logró desarrollando un filtro digital por

software descrito en secciones anteriores.

Figura. 3.26. Señal transmitida por el sensor – transmisor en la etapa de recepción



89

3.3.3 Indicaciones para la implementación del sistema en los cuatro neumáticos.

Para implementación del sistema a los cuatro neumáticos tenemos dos opciones:

3.3.3.1 Primera opción. Consiste en colocar un conjunto sensor-transmisor en cada uno de

los cuatro neumáticos del automóvil, y tener un solo circuito receptor constituido por el pic

de radiofrecuencia y el microcontrolador encargado de la decodificación de la información

así como la presentación al usuario por medio del LCD. Este diagrama de bloques se indica

en la Figura 3.27.

Transmisor-sensor 1

Transmisor-sensor 2

Transmisor-sensor 3

Transmisor-sensor 4

rfPIC RECEPTOR – MICRONTROLADOR DE

CONTROL

Neumático 1 Neumático 2


Figura 3.27. Primera opción de implementación del sistema en los cuatro neumáticos



90

En este sistema los transmisores de radiofrecuencia de los cuatro neumáticos se

deben diferenciar uno del otro, además deben estar a la misma frecuencia de trabajo al

igual que la tarjeta de recepción de radiofrecuencia; esto es necesario realizar por cuanto

los cuatro transmisores no deben transmitir información en el mismo instante en razón que

la tarjeta de transmisión no puede distinguir al identificador de un transmisor que envía la

información.

Para lograr la independencia de cada transmisor se debe realizar cambios en el

programa del pic transmisor en la parte de asignación de tramas del bytes de fin de

transmisión de datos, es decir cada uno de los transmisores de datos tendrán la misma

trama de bytes de inicio y distintos bytes de fin de transmisión distintos. Entonces los bytes

de inicio y fin de transmisión pueden ser considerados como identificadores de cada uno de

los transmisores. Por ejemplo las tramas de bytes de inicio y fin de transmisión pueden ser

asignadas a los cuatro transmisores según se indica la Tabla 3.4:

Bytes de inicio de

transmisión

Byte de fin de

transmisión

Transmisor-sensor 1 A1D B

Transmisor-sensor 2 A1D C

Transmisor-sensor 3 A1D D

Transmisor-sensor 4 A1D E

Como se observa en la Tabla 3.4 solo el byte de fin de transmisión son distintos entre

ellos, por lo que los identificadores de los transmisores son también diferentes.

El código de programa para los cuatro pics transmisores es exactamente el mismo

que para un solo neumático, con la diferencia que el byte de fin de transmisión de datos

para los cuatro neumáticos son distintos (B, C, D y E).

Tabla. 3.4. Asignación de bytes de inicio y fin de transmisión



91

;*****************************

; Bit de parada transmisor 1

;*****************************

movlw "B"

movwf dato

call transmitir

movfw xor

movwf dato

call transmitir

;*****************************


;*****************************

movlw "C"

movwf dato

call transmitir

movfw xor

movwf dato

call transmitir

;*****************************


;*****************************

movlw "D"

movwf dato

call transmitir

movfw xor

movwf dato

call transmitir



92

;*****************************


;*****************************

movlw "E"

movwf dato

call transmitir

movfw xor

movwf dato

call transmitir

En cambio, el código de programa en la etapa de recepción tiene un ligero cambio

para la recepción de datos de los cuatro neumáticos. En este programa es necesario

distinguir a cada uno de los neumáticos, esto se hace mediante el byte de fin de transmisión

de datos.

‘*****************************************************

‘ Diferenciación de los bytes de fin de transmisión en microcode

‘*****************************************************

dato_valido:

if dato2[0]=66 then llanta1 ‘ Compara si es “B” (B = 66 en ASCII)

if dato2[0]=67 then llanta2 ‘ Compara si es “C” (C = 67 en ASCII)

if dato2[0]=68 then llanta3 ‘ Compara si es “D” (D = 68 en ASCII)

if dato2[0]=69 then llanta4 ‘ Compara si es “E” (E = 69 en ASCII)

goto INICIO

‘****************************************************

‘ Copiado del dato de presión recibido en la variable dato[0] de las 4 llantas

‘****************************************************

llanta1:

presion1=dato[0]

flag1=1

GOTO ARRIBO_4_LLANTAS



93

llanta2:

presion2=dato[0]

flag2=1


llanta3:

presion3=dato[0]

flag3=1


llanta4:

presion4=dato[0]

flag4=1

El código del programa completo del pic de la etapa de recepción se detalla en la

sección de Anexos.

3.3.3.2. Segunda opción. Esta alternativa está compuesta de cuatro transmisores de

radiofrecuencia acoplados al sensor de presión, las cuales están colocadas en el interior de

cada neumático. Cada uno de los transmisores tiene su correspondiente tarjeta de recepción

de radiofrecuencia, y a la vez estas cuatro tarjetas de recepción se acoplan a un

microcontrolador central de uso común.

Este microcontrolador tiene la función de diferenciar los datos de presión de los

cuatro neumáticos, así como de controlar la etapa de visualización. La Figura 3.28 indica

los diagramas de bloques de esta segunda opción.

La implementación del sistema mediante la primera opción es la más recomendable,

en razón que ocupa menos número de tarjetas de recepción de radiofrecuencia y por ende

disminuye el valor económico del sistema. En cambio, para la segunda opción se necesita

para cada transmisor su respectivo receptor por lo que se incrementa más componentes

electrónicos y consecuentemente también su costo económico.



94

3.3.4. Diagrama de los circuitos de la etapa de recepción y etapa de visualización

El diagrama esquemático de este circuito está dividido en dos partes, el circuito de

control en el que consta como parte principal el PIC 16F870 y su circuito de configuración

correspondiente; y especialmente la tarjeta de recepción. Además constan de elementos

como reguladores de voltaje de 5 y 6 [V], diodo de protección, switch on-off, etc. El

segundo diagrama comprende el circuito de visualización formado por el LCD, un diodo

bicolor y un buzzer piezoeléctrico.

TX-1

RX-1

TX-2

RX-2

TX-3

RX-3

TX-4

RX-4

Microcontrolador Central



Figura. 3.28. Segunda opción de implementación del sistema



95

Los diagramas esquemáticos de todos los circuitos implementados, tanto de la parte

del conjunto pic transmisor – sensor así como de la parte de recepción – visualización, se

presentan en la sección de Anexos.

Además, todos los diagramas de los circuitos están hechos en PROTEL 99, que es un

software de simulación para el diseño de tarjetas electrónicas. Estos archivos realizados en

PROTEL 99 se los adjuntará en el CD correspondiente que respalda la documentación del

proyecto así como en la sección de anexos.

Los diagramas PCB de los archivos de impresión de Protel 99 en las capas de la Top

Layer, Button Layer, Top Overlide y Mecánica 4 tanto del transmisor-sensor así como de

la etapa de recepción y visualización se indican de la misma manera en la sección de

anexos.

CAPÍTULO 4: PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL SISTEMA DE MONITOREO


96

CAPÍTULO 4

PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL SISTEMA DE

MONITOREO

En este capítulo se presentan resultados y análisis de las pruebas efectuadas con el

sistema de monitoreo implementado, esto se lo realiza con el fin de establecer los

correctivos necesarios si fuese el caso, haciendo para tal efecto un análisis crítico y técnico

del inconveniente suscitado.

4.1. Ecuación de funcionamiento del sensor de presión

Concluido el hardware y software del sistema de monitoreo, tanto el programa del

PIC transmisor como del PIC receptor - decodificador, se procedió a realizar la primera

prueba de funcionamiento del mismo; el análisis de resultados empezó con la

determinación de la ecuación de funcionamiento del sensor, el cual se determinó mediante

la revisión del datasheet básico de éste proporcionado por el fabricante así como por

experimentación, se logró establecer que se trata de un sensor de tipo lineal.

La ecuación de este sensor tiene la forma:

bmxy −=

donde:

y = Valor de presión absoluta medida (KPa).

m = Resolución mínima del sensor (KPa/lsb).



97

x = Valor de presión medida por el sensor (KPa).

b = Offset inicial de medición (KPa).

Cabe señalar que “m” es la pendiente de la ecuación, que en este caso es la

resolución definida por el fabricante y cuyo valor es 2.97 KPa/lsb; la variable “x”

representa el valor medido por el sensor e indicado en el LCD, y la variable “b” es el offset

de presión inicial de medición del sensor cuyo valor es 50 KPa.

Entonces, para obtener la presión real en el neumático se debe multiplicar el valor

medido por el sensor con su resolución establecida y luego restar el offset inicial.

4.2. Instalación y pruebas del sensor-transmisor en el neumático

Terminado los programas tanto la parte de transmisión como la parte de recepción se

procedió a realizar las pruebas con el neumático con el fin de determinar si el sistema

funcionaba en forma correcta.

Como primer paso se procedió a colocar el conjunto sensor-transmisor en el interior

del neumático, es decir se le adhirió fijamente en el rin del neumático para evitar la

desconexión del sensor y módulo de transmisión como se puede apreciar en la Figura 4.1.



98

Después de haber fijado el conjunto sensor-transmisor en el rin se cierra el neumático

para comenzar a llenarlo con aire según se muestra en la Figura 4.2

Figura. 4.1. Colocación del sensor-transmisor en el rin del neumático

Figura. 4.2. Llenado de aire en el neumático



99

Concluido el inflado del neumático se procede a preparar el circuito de recepción

simultáneamente con la interfaz visual para lograr observar las lecturas de presión

existentes en el interior del neumático que proporcionaba el sensor SP12T.

Como primer dato se presión se introdujo 32 psi, para luego de esto ir bajando la

presión de aire gradualmente y poder tomar nota de la presión en cada intervalo; esto debe

realizarse hasta un valor de presión aproximado de 9 psi (62.01 KPa) que es el valor

mínimo que puede detectar este sensor utilizado en la aplicación, según las pruebas

realizadas para este caso.

De la misma manera se hizo la operación viceversa en el neumático, es decir, se

introdujo aire hasta sobrepasar levemente los límites de funcionamiento de presión del

neumático y poder observar los datos de presión enviados por el sensor en la interfaz como

se ilustra en la Figura 4.3.

Figura. 4.3. Lectura de datos de presión en la interfaz visual



100

Los resultados de la primera experiencia efectuada, así como todas las posteriores

efectuadas, se ilustrarán en tablas de datos. La tabla de datos de la primera prueba se

puede advertir en la Tabla 4.1.

PRESIÓN REAL LECTURA DEL SENSOR EN EL LCD Psi (lbs/plg2) KPa KPa

30 207.200 67

28 193.394 65

26 179.580 61

24 165.760 59

20 138.390 53

16 110.511 46

12 82.880 41

10 69.069 34

9 62.160 26

Al realizar las operaciones indicadas anteriormente para cada uno de los valores de

presión reales existente en el neumático, de la Tabla 4.1, se puede observar que los

resultados de estos cálculos no son iguales a los valores reales de presión y, por lo tanto, el

sensor no estuvo calibrado correctamente por lo que se requería revisar el programa que

realiza la comunicación entre el módulo de transmisión y el sensor debido a que es en la

etapa de transmisión donde se coloca para su ejecución los comandos principales del

sensor de presión SP12T.

4.3. Revisión y corrección de los códigos de los programas de transmisión y recepción

En esta revisión del programa del PIC transmisor se pudo notar que faltaban

instrucciones de programa que envía los comandos de compensación de presión del

módulo transmisor hacia el sensor, los cuales debían seguir el orden de escritura como lo

indica el datasheet del sensor; es decir:

Tabla.4.1. Valores de presión de la primera prueba del sistema de monitoreo



101

movlw b'00110001' ; MEASURE_P

call mpresion

movlw b'00001000' ; RRPDH

call mpresion

movlw b'00101101' ; RCPDL

call mpresion

movlw b'00101100' ; RCPDH

call mpresion

movlw b'00000100' ; RRPDL

call mpresion


call mpresion

Terminado de añadir este código en el programa original se procedió a realizar

nuevamente las pruebas en el neumático. En esta segunda prueba el resultado no obtuvo un

cambio favorable, pues los valores de presión del sensor no se alteraron y los valores de

presión fueron muy similares a los presentados en la Tabla 4.1.

En vista de tal situación, hubo la necesidad de realizar una nueva revisión tanto al

programa de la parte de transmisión como a la de recepción para poder detectar y corregir

algún error u omisión de código de programa.

Es así que en el programa de transmisión se pudo advertir que la subrutina que

genera el tiempo de bit (416 us) para transmitir datos a 2400 bps no producía este tiempo,

razón por la cual, el sistema no tenía un correcto funcionamiento. Detectado el error se



102

realizó las correcciones necesarias para generar el tiempo de bit correcto cuyo código final

es:

; ***********************************************

; FUNCIÓN DE TIEMPO PARA GENERAR EL BIT DE INICIO (416us)

demora ;subrutina para hacer bit inicio/parada

movlw d'70'

movwf contador1

time

nop

nop

nop

decfsz contador1,1

goto time

return

Con estos nuevos cambios se realizó una prueba más en el neumático obteniéndose

como resultados los valores que se indican en la Tabla 4.2. Entonces, al efectuarse las

operaciones en la ecuación del sensor para cada uno de los valores de presión con el fin de

determinar el valor real de presión, se llegó a obtener valores similares a los de la presión

real, por lo que se logró calibrar correctamente el sensor con una buena aproximación.



103

PRESIÓN REAL LECTURA DEL SENSOR EN EL LCD

psi (lbs/plg2) KPa 1ra Medición

(KPa)

2da Medición

(KPa)

3ra Medición

(KPa)

32 220.48 217.30 217.30 214.33

29 199.80 196.51 193.54 196.51

27 186.03 184.66 187.60 187.60

25 172.25 172.75 175.72 172.75

23 158.47 157.90 157.90 157.90

21 144.69 143.05 146.02 143.05

19 130.91 131.17 131.17 131.17

17 117.13 116.32 119.29 119.29

15 103.35 101.47 104.44 104.44

13 89.57 89.59 92.52 92.52

11 75.79 74.74 77.71 77.71

9 62.01 65.83 62.86 62.86

Pero al realizar las pruebas obteniendo los resultados esperados se pudo notar un

pequeño inconveniente que consistía en la demora de la respuesta del sensor hacia la etapa

de recepción, por lo que para mejorar la velocidad de respuesta del sensor se realizó unos

pequeños cambios de calibración en el código de programa del transmisor y recepción

Con referencia al código del programa del pic transmisor, el único cambió se hizo

aumentando la tasa de envío de datos (cinco), que son leídos por el sensor y llevados hacia

la etapa de recepción. En un principio se enviaba una sola vez los datos leídos por el

sensor.

Tabla.4.2. Resultados de la segunda prueba del sistema de monitoreo



104

lazo2

bsf GPIO,5 ;Habilto el pin 5 de RF en el pic transmisor

movlw d'5' ;Cargo el número de veces de envío a “contador7”

movwf contador7

; ------------

; Transmisión de byte de inicio (A1D) y byte de parada (B)

; ------------

decfsz contador7,1 ; decremento el número de veces de transmisión (5)

goto lazo2

bcf GPIO,5 ; deshabilitar el enable de RF

Mientras tanto en el programa de la etapa de recepción se realizó el cambio en la

instrucción “serin2”, en el que el parámetro “50”, que significa el tiempo de espera (ms)

del dato válido del sensor, es muy corto por lo que el dato no puede ser captado en ese

tiempo y debe esperar otro ciclo de tiempo de 50 ms para luego ser comparar si el dato

recibido es el mismo que envía el sensor; si no es el mismo dato espera nuevamente otros

50 ms para volver a verificar si el dato recibido es el correcto y así sucesivamente.

INICIO:


Mediante pruebas se logró establecer un tiempo de 100 ms en reemplazo de los 50

ms. Entonces, con los cambios en los códigos de programa en la etapa de transmisión así

como en la etapa de recepción y realizando una nueva toma de datos se obtuvo los mismos

valores de presión como los señalados en la Tabla 4.2, con la diferencia de tener una mayor

rapidez de respuesta del sensor de presión.



105

4.4. Pruebas de campo

Una vez realizado los todos los ajustes de software y hardware, se procedió a realizar

las pruebas con el automotor en movimiento con los componentes del sistema instalados en

el automotor. La respuesta del sistema fue la esperada, ya que la lectura del sensor fue el

mismo valor de presión con que se infló el neumático, es decir 30 psi. Estas pruebas se

realizaron en calzadas planas. La prueba no duró más que unos minutos, en razón que no se

tenía la certeza del normal funcionamiento cuando el transmisor-sensor se encuentre en

movimiento, si en el caso que el sensor de presión sufriese algún daño no se disponía de

otro sensor de presión para su reemplazo por su dificultad en adquirirlo de nuevo. Además

el circuito transmisor-sensor al ser un poco grande físicamente necesitaba ser acoplado al

rin del neumático con mayor precisión y seguridad. La respuesta del conjunto sensor-

transmisor ante diferentes velocidades del automotor fue normal hasta una velocidad

aproximada de 75 Km/h. A esta velocidad el conjunto sensor-transmisor dejó de transmitir,

debido a que el conjunto sensor-transmisor se habían desconectado por no haber estado

adherido fijamente al rin del neumático.

CAPÍTULO 5: BREVE ESTUDIO DE MERCADO

Sistema de Monitoreo de Presión de Aire en Neumáticos de Automóvil

106

CAPÍTULO 5

BREVE ESTUDIO DE MERCADO

5.1. Introducción

En este capítulo se detalla en forma breve y concisa un estudio del impacto en los

usuarios que pueden estar interesados en adquirir el proyecto desarrollado. Esto se lo hace

con el fin de tratar de identificar el mercado donde podría tener aplicación práctica el

proyecto, haciéndolo conocer como un producto relativamente nuevo en automóviles en

nuestro medio y que puede contribuir a incrementar la vida útil de los neumáticos y

principalmente proporcionando más seguridad al usuario.

5.2. Investigación descriptiva

El estudio realizado tiene el carácter de investigación descriptiva por cuanto en ella

se describen los aspectos más característicos de personas, situaciones o cosas, es decir,

aquellas propiedades que las hacen reconocibles ante los ojos de los demás.

Una de las funciones principales de la investigación descriptiva es la capacidad para

seleccionar las características fundamentales del objeto de estudio, así como la descripción

respectiva de sus partes, categorías de dicho objeto.

Un ejemplo para citar de investigación descriptiva es la investigación de encuesta

nacional de hogares, empresas, etc.



107

5.3. Determinación de la población y muestra

Antes de empezar con la selección de la muestra de investigación se estableció como

objetivo conocer el impacto del sistema en los mercados comerciales automotrices o afines

así como en los usuarios particulares. La entrada al mercado del sistema dependerá de la

novedad del producto y su aplicación así como el costo económico del mismo.

Como el estudio a tratar es de tipo descriptivo, por cuanto, se va a describir las

bondades que ofrece el sistema así como determinar la situación económica del usuario

para adquirir el sistema. El procedimiento realizado para el estudio de mercado fue

mediante encuestas.

5.3.1. Población

Como concepto de población se puede manifestar que es el conjunto de todos los

elementos o individuos que tienen ciertas características similares y sobre las cuales se

desea hacer la investigación.

Para nuestro caso la población viene dado por dos categorías: usuarios particulares y

empresas comerciales.

Las encuestas realizadas se efectuaron en la parroquia de Cumbayá perteneciente a la

provincia de Pichincha, para los usuarios particulares así como para el caso de empresas

varias.

5.3.2. Muestra

Muestra es la parte de la población que se elige, y de la cual se va a obtener toda la

información para el desarrollo del estudio.

Para definir la muestra se debe seguir los siguientes pasos:

Definir la población. Como se mencionó anteriormente se consideró la población

de estudio en dos categorías: usuarios particulares y empresas comerciales.



108

Determinar el tamaño de la muestra. Esto se determinó mediante la fórmula de

muestreo aleatorio simple.

Elegir un procedimiento de muestreo. El procedimiento empleado fue mediante

encuestas.

Seleccionar la muestra. Con respecto a los usuarios particulares se escogieron en

forma aleatoria a personas que forman parte del parque automotor; en cambio se

escogieron como empresas comerciales a las que ofrecen servicio de

mantenimiento a neumáticos, empresas de transporte interparroquial, cooperativa

de taxis y transportación de carga liviana.

5.4. La encuesta

El contenido de la encuesta trata de conscientizar al usuario de la necesidad de cubrir

el parámetro de la seguridad como objetivo principal, así como el de incrementar el grado

de desempeño del automóvil.

La realización de la encuesta tiene el propósito de obtener información del posible

cliente, como por ejemplo:

Determinar la acogida que tendría el producto en el mercado proyectado.

Establecer cuál sería nuestro cliente mayoritario.

Conocer la cantidad económica que estarían dispuestos a cancelar los usuarios.

Los cuestionarios de las encuestas de las dos categorías se encuentran en la sección de

anexos.

5.5. Análisis de resultados

Las encuestas realizadas como se mencionó anteriormente, se realizaron en dos

categorías: la primera realizada a usuarios particulares y la segunda hecha a empresas

diversas; esto de hacer dos categorías de encuestas es con el fin de conocer las opiniones

del sistema desde el punto de vista particular, así como las opiniones desde el punto de

vista de la empresa.



109

5.5.1. Análisis de resultados de las encuestas a usuarios particulares

Para la realización de este tipo de encuestas se tomaron en consideración dos

aspectos:

Que al tratarse de un producto prototipo, la encuesta se realizó en una población

pequeña, la población escogida fue la parroquia de Cumbayá.

En esta población se encuentran usuarios de posibilidades económicas media y alta,

por lo que este tipo de usuarios pueden ser el cliente mayoritario del producto, ya

sea que lo adquieran por seguridad personal o simplemente por satisfacer su ego

propio.

En el sector de Cumbayá hay aproximadamente 21078 habitantes con un parque

automotor que se aproxima a los 3000 automóviles, de los cuales unos 1960

aproximadamente son automóviles cuyos modelos son superiores al año 1998, los cuales

pertenecen a propietarios de posición económica aceptable.

A partir de los 1960 automóviles se estableció el número para el tamaño de la

muestra para la realización de las encuestas mediante la ecuación de muestreo aleatorio

simple, que se indica a continuación:

donde:

n: tamaño necesario de la muestra.

Z: margen de confiabilidad (para una confiabilidad del 95%, Z = 1.96).

S: desviación estándar de la población conocida (S = 0.4).

ξ: error o diferencia máxima entre la media muestral y la media de la población

que se está dispuesto a aceptar para una confiabilidad del 95% (ξ = 0.05).

N: tamaño de la población (automóviles) (N = 1960).

NS

Z

Sn 2

2

2

2

+=ξ



110

Entonces el número de usuarios a encuestar (tamaño de la muestra) sería:

Los sitios de la población de Cumbayá escogidos para la realización de las encuestas

fueron: el centro comercial principal, Universidad “San Francisco de Quito” y gasolineras

del lugar.

Los resultados a las preguntas más importantes de la encuesta por parte de los

usuarios particulares se detallan a continuación:

Un 88% de los encuestados afirman haber tenido en algún momento

inconvenientes especialmente por presión de aire baja en los neumáticos; mientras

que el 12% restante mencionan no haber tenido problemas de presión por realizar

un continuo chequeo de los neumáticos. Esto se puede observar en la Figura 5.1.

Donde: Han tenido problemas con la presión en los neumáticos.

No han tenido problemas.

usuarios

NS

Z

Sn 217

1960)4.0(

)96.1()05.0(

)4.0(2

2

2

2

2

2

2

2

=+

=+

=ξ

Figura. 5.1. Problemas de presión en los neumáticos en los usuarios

INCONVENIENTES EN LA PRESIÓN DE LOS NEUMÁTICOS

88%

12%12



111

De la misma manera, un 94% de los encuestados manifiestan conocer de la

existencia de accidentes automovilísticos por problemas de presión en los

neumáticos, mientras que un 6% desconocen accidentes debido a estas fallas. Esto

se ilustra en la Figura 5.2.

Donde: Usuarios conocen de accidentes de tránsito por problemas de presión.

Usuarios no conocen de accidentes de tránsito.

Un 89% de los encuestados afirman que les interesaría contar con el sistema de

monitoreo, por cuanto manifiestan que la seguridad de éstos es muy importante así

como también la prolongación de la vida útil del neumático; en tanto que un 11%

aseguran que no necesitan el sistema ya que realizan una revisión constante de los

neumáticos en los centros de servicio respectivos. En la Figura 5.3 se indica las

cifras antes mencionadas.

Figura. 5.2. Conocimiento de los usuarios de accidentes por problemas de presión

ACCIDENTES POR PROBLEMAS DE PRESIÓN DE AIRE

94%

6%

12



112

Donde:

Interés del usuario en el sistema.

No le interesa el sistema al usuario.

El costo de adquisición del sistema que estaría dispuesto a pagar la mayoría de

usuarios encuestados es de $530.00 que representa el 94%. Los encuestados

también enuncian como un valor de pago la cantidad de $560.00 que representa un

4% y en menor proporción el valor de $590.00 que es un 2%. Estas cifras se

indican en la Figura 5.4.

Figura. 5.3. Interés de adquisición del sistema por parte del usuario

INTERÉS DEL USUARIO EN EL SISTEMA DE MONITOREO

89%

11%12



113

Donde: Valor de $530.00 propuesto por el usuario por el sistema de monitoreo.

Valor de $560.00 propuesto por el usuario por el sistema de monitoreo.

Valor de $590.00 propuesto por el usuario por el sistema de monitoreo.

Con los resultados anteriores se puede concluir que en gran parte de los usuarios

particulares encuestados, están interesados en la adquisición del sistema de monitoreo en

razón del factor seguridad principalmente, y en segundo plano para extender la vida útil de

los neumáticos. Con relación al factor económico que es un parámetro fundamental, la

mayoría de encuestados afirman que estarían dispuestos a pagar la cantidad de $530.00 por

el sistema, aunque creen que el costo es algo elevado. También señalan como sugerencia la

complementación del sistema para que éste pueda regular la presión de aire, ya sea para

aumentar o disminuir la presión en los neumáticos.

5.5.2. Análisis de resultados de las encuestas a empresas varias

La encuesta de esta categoría también fue realizada en la parroquia de Cumbayá, la

cual está dirigida a empresas que ofrecen servicios de mantenimiento de neumáticos,

empresas de transportación de carga liviana y pública. Con esta encuesta se desea saber sí

producto es conocido a nivel empresarial, o si conocen de algún sistema de monitoreo

Figura. 5.4. Costo que estaría en capacidad de pagar el usuario por el sistema de monitoreo

COSTO A CANCELAR EL USUARIO POR EL SISTEMA

94%

4% 2%123



114

continuo en nuestro medio. También se desea conocer el valor económico que pagarían las

empresas en caso del interés en el sistema.

Las empresas tomadas en consideración para la realización de las encuestas fueron:

transportes “Tumbaco”, transportes “Pifo”, transportes “Yaruquí”, cooperativa de

camionetas “Cumbayá”, cooperativa de taxis “Lasanes”, cooperativa de taxis “Cumbayá”,

llantas y servicios “Super Tecnicentro – Continental General Tyre”, y taller mantenimiento

de autos “Toyota”, dando un número total de ocho empresas encuestadas en esta

población.

Entre los resultados obtenidos a las preguntas principales formuladas en el

cuestionario se detallan a continuación:

En todas las cooperativas de transporte encuestadas, algunas de sus unidades de

servicio han tenido inconvenientes por llantas de presión baja principalmente.

Seis de las siete empresas encuestadas no conocen acerca de un sistema de

monitoreo continuo de presión en los neumáticos de automóviles en nuestro medio

aparte de los servicios ofrecidos por las empresas de mantenimiento de

neumáticos. La empresa restante sabe que el sistema sólo poseen busetas de

transporte público interprovincial o urbano y últimamente en automóviles de lujo.

Estos resultados se señalan en la Figura 5.5.

Figura. 5.5. Conocimiento de la empresa del sistema de monitoreo en el mercado

CONOCIMIENTO DE LA EMPRESA DE UN SISTEMA DE MONITOREO

86%

14%12



115

Donde:

La empresa desconoce de un sistema de monitoreo en nuestro medio.

Conocen de un sistema en transporte público.

La cooperativa de taxis “Lasanes” y la cooperativa de transporte “Tumbaco”

podrían adquirir el sistema y las seis empresas restantes no están interesadas en el

sistema básicamente por razones económicas; estos valores se pueden observar en

la Figura 5.6.

Donde:

Empresas están interesadas en adquirir el sistema.

Las empresas no están interesadas en el sistema.

Con relación al costo económico del sistema, la cooperativa de taxis manifiesta

que pagarían un valor de $530 del sistema para los cuatro neumáticos mientras que

la cooperativa de transporte interparroquial “Tumbaco”.pagaría la cantidad de

$620 por el sistema incorporado a las seis llantas.

Figura. 5.6. Representación de las empresas interesadas en adquirir el sistema

ADQUISICIÓN DEL SISTEMA

25%

75%

12



116

Con la información de la encuesta efectuada a las diferentes zonas de Cumbayá se

puede concluir que sólo dos empresas estarían interesadas en el sistema, aunque éstas

manifiestan que su costo parece elevado.

Además expresan algunas empresas que han escuchado de un sistema de monitoreo

de presión de aire relativamente nuevo, que viene incorporado en buses de transportación

pública así como en automóviles de último modelo de lujo.

Asimismo sugieren ciertas empresas para que el sistema fuese ideal, debería también

regular la presión de aire en los neumáticos en un tiempo futuro.

En cuanto al costo las empresas interesadas estarían dispuestas a cancelar la cantidad

aproximada de $530 para incorporar el sistema a automotores de cuatro neumáticos y $620

para automotores de seis neumáticos.

5.6. Costos del sistema de monitoreo

Los gastos realizados para la implementación del Sistema de Monitoreo, se detallan

a continuación en la Tabla 5.1.



117

Material # Precio

$

Kit de desarrollo para pics de radiofrecuencia (tarjetas,

programador, cds, etc.) 1 200,00

Sensor de presión SP12T (importación) 1 100,00

Pantalla de cristal líquido (LCD) 1 14,00

Pic 16F870 1 4,50

Reguladores de voltaje 2 03,00

Resistencias 3 0,21

Capacitores 4 0,60

Diodo emisores de luz bicolor (LED) 1 0,15

Bornera 1 2,00

Cable RIBBON (cable de bus de datos) 2 [m] 0,80

Placas de montaje 3 50,00

Varios 3,00

TOTAL 378,26

Como se puede apreciar en la Tabla 5.1 el proyecto prototipo tiene un costo elevado,

en la que el kit de desarrollo de pics de radiofrecuencia en conjunto con el sensor de

presión representan el mayor valor económico en el proyecto.0 Esto se debe a que el kit de

desarrollo de las tarjetas de radiofrecuencia es el primer prototipo del fabricante, estos

vienen diseñados como módulos de prácticas para el aprendizaje y el manejo por parte del

usuario.

Además de las tarjetas, el kit consta de cds de ayuda, el grabador de las tarjetas de

transmisión y cable USB, implementos que hacen que el costo se eleva aún más.

De la misma forma, el sensor de presión por ser de fabricante europeo y

relativamente nuevo en el mercado, hizo que la adquisición del mismo haya llevado un

tiempo algo extenso, aunque el dispositivo se lo obtuvo como una muestra y no tuvo costo

alguno a más del costo de importación.

Tabla.5.1. Análisis de costos del sistema de monitoreo de presión de aire en neumáticos de automóvil



118

No obstante, en la actualidad los módulos de radiofrecuencia en el mercado se

pueden adquirir no como un kit de desarrollo, sino como tarjetas de radiofrecuencia (sin

pulsadores y potenciómetros) independientemente del grabador, cds y cables. El costo de

estas tarjetas actualmente es aproximadamente $30.00 para la tarjeta de transmisión y

$35.00 la tarjeta de recepción.

Con relación al costo actual del sensor SP12 para automóviles, es $35.00, con la

desventaja que es un precio de venta al por mayor.

Con estos nuevos precios reales tanto en las tarjetas de radiofrecuencia como en el

sensor de presión SP12, y con los mismos valores de los otros elementos, el total del costo

actual del proyecto está dado en la Tabla 5.2.



119

Cuatro neumáticos Seis neumáticos

Materiales Cantidad Precio Cantidad Precio

Tarjetas de transmisión de

radiofrecuencia 4 140,00 6 210,00

Tarjeta de recepción de

radiofrecuencia 1 35,00 1 35

Sensor de presión SP12 4 140,00 6 210,00

Pantalla de cristal líquido

(LCD) 1 14,00 1 14,00

Pic 16F870 1 4,50 1 4,50

Reguladores de voltaje 2 3,00 2 3,00

Resistencias 3 0,21 3 0,21

Capacitores 4 0,60 4 0,60

Diodo emisores de luz

bicolor (LED) 1 0,15 1 0,15

Bornera 1 2,00 1 2,00

Cable RIBBON (bus de

datos) 2 [m] 0,80 2 [m] 0,80

Placas de montaje 6 110,00 8 160,00

Diseño de prototipo electrónico 80,00 ---- 80,00

TOTAL 530,00 620,00

Tabla. 5.2. Costo actual del proyecto

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Se ha dado cumplimiento con los objetivos propuestos, es así que se ha diseñado e

implementado el sistema de monitoreo de presión de aire en neumáticos de

automóvil.

En razón que el pic receptor no se puede programar, se tuvo que utilizar un

microcontrolador de uso común para decodificar la información proveniente de la

etapa de transmisión.

El sistema de monitoreo, basado en las encuestas efectuadas en la parroquia de

Cumbayá, tiene una acogida aceptable en la mayoría de usuarios.

En el sitio de pruebas, pudo determinarse que las interferencias existentes en el

ambiente generaban conflictos. Por esta razón se realizó un filtro por software para

ignorar esta interferencia.

Se ha constatado el correcto funcionamiento del sistema a diferentes velocidades

del automotor. La velocidad máxima de prueba fue de 75 Km/h. El tamaño físico

de la tarjeta de transmisión y la dificultad de adherirla fijamente al rin del

neumático, no permitió verificar el funcionamiento del sistema a velocidades

mayores a 75 Km/h.

La fuente de alimentación de voltaje de la tarjeta de transmisión que suministra al

pic y al sensor de presión continuamente tiene un tiempo de duración de un mes;

tiempo muy reducido para el funcionamiento del sistema, y que a la vez ocasiona

molestias al usuario por el mantenimiento del mismo.

RECOMENDACIONES

En miras a la producción se recomienda no utilizar las tarjetas de transmisión para

desarrollo por disponer de elementos ajenos a su uso específico y que utilizan

espacio y energía innecesarios. Esto facilitará la instalación en el rin del neumático

y asegurará la integridad física de la tarjeta.

Se recomienda utilizar una batería de mejores características en corriente por hora,

para suministrar al pic de transmisión y al sensor de presión. Esto tiene el

propósito de extender el tiempo de funcionamiento del sistema de monitoreo como

un mínimo de seis meses.

Se propone complementar a este proyecto la implementación de una nueva etapa,

la cual a más de monitorear la presión de aire tenga la capacidad de autorregular

dicha presión según sea necesario, ya sea para disminuir o aumentar la presión de

aire en los neumáticos. Esta recomendación se basa por sugerencia de los clientes

encuestados.

BIBLIOGRAFÍA

ANGULO USATEGUI, José M.

ANGULO MARTINEZ, Ignacio

ROMERO YESA, Susana, Microcontroladores PIC diseño práctico de aplicaciones

segunda parte PIC 16F87X, (2da edición), editorial: Concesión Fernández Madrid,

España, 2004, 230 paginas

REYES, Carlos, Aprenda rápidamente a programar Microcontroladores PIC 16F62X,

16F81X, 12F6XX, 1a ed., Gráficas Ayerve, Ecuador – 2004, Capítulo 5.9 Comunicación, p

118 – 133

BERNAL, César Augusto, Metodología de la investigación para administración y

economía, 1ra edición, editorial: Prentice Hall, Bogotá, Colombia 2000, 259 páginas.

Otros medios

www.microchip.com (sitio web), Microchip

www.mecanique.co.uk (sitio web ), MicroCode

www.icprog.com (sitio web), Icprog

www.infineon.com/cmc_upload/documents/091/339/SP12_techinfo.pdf, sensor de presión

www.sensonor.no, sensor de presión SP12T.

www.frentesocial.gov.ec, consulta de población – Cumbayá -

www. emsat.gov.ec, operadoras de transporte pública – Cumbayá –

A N E X O S

ANEXO 1

CÓDIGO DE PROGRAMA DEL MICROCONTROLADOR TRANSMISOR DE

RADIOFRECUENCIA

; ///////////////////////////////////////

; Programa del Transmisor

; ///////////////////////////////////////

list p=12f675 ; Directiva para definir el procesador

#include <p12f675.inc>

errorlevel -302 ; Suprime el mensaje 302 debido al cambio de banco

__CONFIG _CPD_OFF & _CP_OFF & _BODEN_OFF & _MCLRE_OFF &

_PWRTE_OFF & _WDT_OFF & _INTRC_OSC_NOCLKOUT ; Palabra de config.

contador1 equ h'20'

dato equ h'21' ; dato que voy a transmitir

cont equ h'22' ; contador de transmision

cont1 equ h'23' ; contador de transmision1

sensor equ h'24' ; dato del sensor

xor equ h'25' ; checksum

total_xor equ h'26'

contador4 equ h'27'

contador5 equ h'28'

presion equ h'29'

comando equ h'2A'

dpresion equ h'2B'

bandera equ h'2C'

contador6 equ h'2D'

contador7 equ h'2E'

org h'00' ;vector de inicio

goto inicio

inicio

clrf TRISIO ; A "0" TRISIO para que el led no se prenda apenas se energize la targeta

banksel OPTION_REG ;Voy al banco donde está el reg. OPTION_REG

movlw b'00001000' ; Deshabilito el pull-up("1")(bit7),preescaler asigno al

; WDT(bit3) poniendo "1"; los demás bits poner a "0"

movwf OPTION_REG ; Cargo al reg. OPTION_REG

bcf INTCON,7 ; Pongo "0" para desahabilitar el bit 7(interrupcion global)

banksel ANSEL ; Voy al banco donde está el reg. ANSEL

bcf ANSEL,0 ; Pongo los bits<0-3> en "0" para hacer I/O digitales

bcf ANSEL,1

bcf ANSEL,2

bcf ANSEL,3

banksel TRISIO ; Voy al banco donde esta reg. TRISIO

movlw b'11001000' ; Habilito bit 5 y bit 2 para que sean salidas

; (bit 2 transmite y bit 5 para enable de RF y prender LED).

movwf TRISIO ; Cargo al reg. TRISIO

banksel GPIO ; Regreso al banco donde esta el reg. GPIO

call demora

bcf GPIO,5 ; Voy a deshabilitar el enable de RF

; //////////////////////////////////////

; realiza el xor de los datos

; /////////////////////////////////////

movlw d'118' ; xor entre A 1 D B, es siempre es constante (118)

movwf total_xor

monitoreo_sensor

revisando


call mpresion

movlw b'00001000' ;RRPDH

call mpresion

movlw b'00101101' ; RCPDL

call mpresion

movlw b'00101100' ; RCPDH

call mpresion

movlw b'00000100' ; RRPDL

call mpresion


call mpresion

movf presion,W

movwf xor

movf presion,W

movwf sensor

movfw xor

xorwf total_xor,0

movwf xor

movlw d'5'

movwf contador7

call habilitar_rf2

call demora

goto monitoreo_sensor

habilitar_rf2

lazo2

bsf GPIO,5 ; Habilto el pin de RF,que ese pin por el diseño de la tarjeta del Tx.

call demora

movlw "A" ; Envio la letra A bit inicio

movwf dato

call transmitir

movlw "1" ; Envio el num 1 bit inicio

movwf dato

call transmitir

movlw "D" ; Envio la letra D bit inicio

movwf dato

call transmitir

movfw sensor ; Envio dato del sensor

movwf dato

call transmitir

movlw "B" ; Envio la letra B bit fin

movwf dato

call transmitir

movfw xor ; Envio dato del sensor

movwf dato

call transmitir

decfsz contador7,1

goto lazo2

bcf GPIO,5 ; Voy a deshabilitar el enable de RF

return

; **********************************************

; FUNCIÓN DE TIEMPO PARA BIT DE INICIO (416us)

; ***********************************************

demora ; subrutina para hacer bit inicio/parada

movlw d'70' ;pongo en reg w ese numero para hacer el tiempo de bit de

; inicio(416us)y velocidad de 2400 bits/seg.

movwf contador1

time

nop

nop

nop

decfsz contador1,1 ; decremento en 1 el valor de contador1 para que salga de

; este ciclo al hacerse 0 contador1 que tiene 255

goto time

return

; *************************************************

; FUNCIÓN DE TIEMPO PARA MEDIO BIT DE INICIO

; ************************************************

demora_mitad ; subrutina para hacer bit inicio/parada

movlw d'35' ; pongo en reg w ese numero para hacer el tiempo de bit de inicio (416us)

; y velocidad de 2400 bits/seg.

movwf contador1

time2

nop

nop

nop

decfsz contador1,1 ; decremento en 1 el valor de contador1 para que salga de este

; ciclo al hacerse 0 contador1 que tiene 35

goto time2

return

interrupcion

retfie

;********************************

; FUNCION TRANSMITIR DATOS

;********************************

transmitir

; ********************************************

; BIT DE INICIO (1 EN ALTO Y MEDIO EN BAJO)

; ********************************************

bsf GPIO,2

call demora

bcf GPIO,2

call demora_mitad

; ***************

; DATOS

; ***************

btfsc dato,0

bsf GPIO,2 ;Primer bit 0 de dato.

btfss dato,0

bcf GPIO,2 ;Primer bit 0 de dato

call demora

btfsc dato,1

bsf GPIO,2 ; Primer bit 1 de dato

btfss dato,1

bcf GPIO,2 ; Primer bit 1 de dato

call demora

btfsc dato,2


btfss dato,2


call demora

btfsc dato,3


btfss dato,3


call demora

btfsc dato,4


btfss dato,4


call demora

btfsc dato,5

bsf GPIO,2 ;Primer bit 5 de dato


call demora

btfsc dato,6

bsf GPIO,2 ;Primer bit 6 de dato

btfss dato,6


call demora

btfsc dato,7


btfss dato,7


call demora

bsf GPIO,2 ; Bit de parada1

call demora

bsf GPIO,2 ; Bit de parada2

call demora

return

;***********************************

; FUNCIÓN DE TIEMPO DE 1seg

; ***********************************

un4segundo

nop

nop

movlw d'255' ; pongo en reg W ese número

movwf contador4 ; pongo el contenido de reg w en la direccion de contador4

time5 ; ciclo de "nop"

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops


; ciclo al hacerse 0 contador1 que tiene 255.

goto time5 ; regresa al ciclo time

call time6 ; llamo a la funcion time1 que es la q generar otro ciclo de "nop", time1

; esta anidado en la funcion tiempo

return ; retorna a "call tiempo que esta en inicio"

time6

movlw d'255' ; pongo en reg w ese numero

movwf contador5 ; pongo el contenido de reg w en la direccion de contador3

nop

time7 ; ciclo de nop

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops

call nops


; ciclo al hacerse 0 contador3 que tiene 255

goto time7 ; regresa al ciclo time7

return

; *******************

; FUNCION DE NOPS

; *******************

nops

nop ;1

nop

nop

nop

nop ;5

nop

nop

nop

nop

nop ;10

nop

nop

nop

nop

nop ;15

nop

nop

nop

nop

nop ;20

nop

nop

nop

nop

nop ;25

nop

nop

nop

nop

nop ;30

nop

nop

nop

nop

nop ;35

nop

nop

nop

nop

nop ;40

nop

nop

nop

nop

nop ;45

nop

nop

nop

nop

nop ;50

return

;******************************************************

; FUNCIÓN mpresion (Mide la Presión) - PROTOCOLO SPI

; ******************************************************

mpresion

movwf comando

clrf dpresion ; presion en cero

; *******************

; Condiciones iniciales

; *******************

bsf GPIO,4 ; NCS en alto

bcf GPIO,1 ; clock en bajo

call miliseg

bcf GPIO,4 ; Habilito NCS

call miliseg

btfss GPIO,3

bcf bandera,0

btfsc GPIO,3

bsf bandera,0

; *************************************

; bit 0

; *************************************

bsf GPIO,1 ; clock en alto ya puedo leer FSI

call miliseg

btfss GPIO,3 ; leo primer dato (bit 0)

bcf dpresion,0

btfsc GPIO,3

bsf dpresion,0

btfss comando,0

bcf GPIO,0 ; SDI

btfsc comando,0

bsf GPIO,0 ; SDI

call miliseg


call miliseg

; ************************************

; bit 1

; ************************************


call miliseg

btfss GPIO,3 ; leo dato1 (bit 1)

bcf dpresion,1

btfsc GPIO,3

bsf dpresion,1

btfss comando,1

bcf GPIO,0 ; SDI

btfsc comando,1

bsf GPIO,0 ; SDI

call miliseg


call miliseg

; ************************************

; bit 2

; ************************************


call miliseg

btfss GPIO,3 ; leo dato 2 (bit 2)

bcf dpresion,2

btfsc GPIO,3

bsf dpresion,2

btfss comando,2

bcf GPIO,0 ; SDI

btfsc comando,2

bsf GPIO,0 ; SDI

call miliseg


call miliseg

; ****************************

; bit 3

; ****************************


call miliseg


bcf dpresion,3

btfsc GPIO,3

bsf dpresion,3

btfss comando,3

bcf GPIO,0 ; SDI

btfsc comando,3

bsf GPIO,0 ; SDI

call miliseg


call miliseg

; ***************************

; bit 4

; ***************************


call miliseg


bcf dpresion,4

btfsc GPIO,3

bsf dpresion,4

btfss comando,4

bcf GPIO,0 ; SDI

btfsc comando,4

bsf GPIO,0 ; SDI

call miliseg


call miliseg

; *******************************

; bit 5

; *******************************


call miliseg


bcf dpresion,5

btfsc GPIO,3

bsf dpresion,5

btfss comando,5

bcf GPIO,0 ; SDI

btfsc comando,5

bsf GPIO,0 ; SDI


call miliseg

; ***************************

; bit 6

; ***************************


call miliseg


bcf dpresion,6

btfsc GPIO,3

bsf dpresion,6

btfss comando,6

bcf GPIO,0 ; SDI

btfsc comando,6

bsf GPIO,0 ; SDI


call miliseg

; ********************************

; bit 7

; ********************************


call miliseg


bcf dpresion,7

btfsc GPIO,3

bsf dpresion,7

btfss comando,7

bcf GPIO,0 ; SDI

btfsc comando,7

bsf GPIO,0 ; SDI

call miliseg


call miliseg

; *************************

; condicion final

; *************************

bsf GPIO,4 ; NCS en alto

call miliseg

bsf GPIO,1 ; clock en alto

movf dpresion,W

movwf presion

return

;*********************************

; FUNCIÓN DE TIEMPO 1ms

; *********************************

miliseg

movlw d'200' ; pongo en reg. W ese numero para hacer obtener 10ms.

movwf contador6

time8

call nops

decfsz contador6,1 ; decremento en 1 el valor de contador6 para que salga de

; este ciclo al hacerse 0 contador1 que tiene 200

goto time8

return

end ; Fin del programa

ANEXO 2

CÓDIGO DE PROGRAMA DE LA ETAPA DE RECEPCIÓN

'********************************************

'* Name : RECEPTOR.BAS *

'* Author : Xavier Toapanta M *

'* Notice : Copyright (c) 2005 ESPE *

'* Date : 09/09/05 *

'* Version : 1.0 *

'********************************************

‘ *********************************

‘ Declaración de variables y librerías

‘ *********************************


DEFINE LCD_DBIT 4


DEFINE LCD_RSBIT 1

DEFINE LCD_EREG PORTB

DEFINE LCD_EBIT 0

adcon1=7

trisc.2=1 'entrada de dato

trisb.2=0 'led principal verde

trisa.0=0 'led aviso critico

trisa.2=0 'bocina

check var byte

dato var byte[1]

dato2 var byte[2]

x var byte

y var byte

dato_tabla var byte

fraccion_psi var byte

entero_psi var byte

fraccion_kpa var byte

entero_kpa var byte

aux1 var WORD

aux3 var WORD

lcdout $fe, 1

dato_tabla=0

low portb.2

for x=0 to 2

high porta.2

high porta.0

pause 400

low porta.2

low porta.0

pause 400

next x

high portb.2

low porta.0

low porta.2

PAUSE 5

lcdout $fe, 1

lcdout $fe, $80," XAVIER E "

lcdout $fe, $c2,"TOAPANTA M "

PAUSE 3000

lcdout $fe, 1

lcdout $fe, $80," MEDIDOR DE "

lcdout $fe, $c4," PRESION "

PAUSE 3000

aux1=0

aux3=0

‘ *********************************

‘ Recepción de datos

‘ *********************************

INICIO:


‘ ****************************

' Verifico el checksum

‘ ****************************

check=52

check=check ^ dato[0]

check=check ^ dato2[0]

if check= dato2[1] then dato_valido

goto INICIO

dato_valido:

dato_tabla=dato[0]

gosub TABLA

if (dato_tabla < 77) then presenta1

if (dato_tabla >= 77) and (dato_tabla <= 96) then presenta2

if (dato_tabla > 96) then presenta3

GOTO INICIO

presenta1:

aux3=0

aux1=aux1+1

if aux1=1 then alarma

goto presion_baja

alarma:

low portb.2

for x=0 to 3

high porta.0

high porta.2

pause 300

low porta.0

low porta.2

pause 200

next x

‘ ****************

‘ Presión baja

‘ ****************

presion_baja:

low portb.2

high porta.0

pause 10

lcdout $fe,$80,"PRESION MUY BAJA "

lcdout $fe,$c0,"CAMBIE SU LLANTA"

pause 100

goto INICIO

‘ **********************

‘ Presión normal

‘ *********************

presenta2:

low porta.0

high portb.2

pause 10

aux1=0

aux3=0

lcdout $fe,$80," PRESION NORMAL "

lcdout $fe,$c0,dec entero_psi,",",dec fraccion_psi,"psi ",dec entero_kpa,",",dec

fraccion_kpa,"Kpa"

pause 100

goto INICIO

‘ *******************

‘ Presión alta

‘ *******************

presenta3:

aux1=0

aux3=aux3+1

if aux3=1 then alarma3

goto presion_alta

alarma3:

low portb.2

for x=0 to 3

high porta.0

high porta.2

pause 600

low porta.0

low porta.2

pause 80

next x

high portb.2

pause 10

presion_alta:

low portb.2

high porta.0

pause 10

lcdout $fe,$80,"PRESION MUY ALTA "

lcdout $fe,$c0," * EXPLOSION * "

pause 100

goto INICIO

‘ ************************************

‘ Tabla de los rangos de presión normal

‘ ************************************

TABLA:

IF dato_tabla < 77 then BAJO

IF dato_tabla = 77 then VALOR_77




















IF dato_tabla > 96 then ALTO

GOTO INICIO

BAJO:

RETURN

VALOR_77:

entero_psi=25

fraccion_psi=93

fraccion_kpa=69

entero_kpa=178

RETURN

VALOR_78:

entero_psi=26

fraccion_psi=36

fraccion_kpa=66

entero_kpa=181

RETURN

VALOR_79:

entero_psi=26

fraccion_psi=79

fraccion_kpa=63

entero_kpa=184

RETURN

VALOR_80:

entero_psi=27

fraccion_psi=22

fraccion_kpa=60

entero_kpa=187

RETURN

VALOR_81:

entero_psi=27

fraccion_psi=65

fraccion_kpa=57

entero_kpa=190

RETURN

VALOR_82:

entero_psi=28

fraccion_psi=08

fraccion_kpa=54

entero_kpa=193

RETURN

VALOR_83:

entero_psi=28

fraccion_psi=52

fraccion_kpa=51

entero_kpa=196

RETURN

VALOR_84:

entero_psi=28

fraccion_psi=95

fraccion_kpa=48

entero_kpa=199

RETURN

VALOR_85:

entero_psi=29

fraccion_psi=38

fraccion_kpa=45

entero_kpa=202

RETURN

VALOR_86:

entero_psi=29

fraccion_psi=81

fraccion_kpa=45

entero_kpa=205

RETURN

VALOR_87:

entero_psi=30

fraccion_psi=24

fraccion_kpa=39

entero_kpa=208

RETURN

VALOR_88:

entero_psi=30

fraccion_psi=67

fraccion_kpa=36

entero_kpa=211

RETURN

VALOR_89:

entero_psi=31

fraccion_psi=10

fraccion_kpa=33

entero_kpa=214

RETURN

VALOR_90:

entero_psi=31

fraccion_psi=53

fraccion_kpa=30

entero_kpa=217

RETURN

VALOR_91:

entero_psi=31

fraccion_psi=96

fraccion_kpa=27

entero_kpa=220

RETURN

VALOR_92:

entero_psi=32

fraccion_psi=40

fraccion_kpa=24

entero_kpa=223

RETURN

VALOR_93:

entero_psi=32

fraccion_psi=83

fraccion_kpa=21

entero_kpa=226

RETURN

VALOR_94:

entero_psi=33

fraccion_psi=26

fraccion_kpa=18

entero_kpa=229

RETURN

VALOR_95:

entero_psi=33

fraccion_psi=69

fraccion_kpa=15

entero_kpa=232

RETURN

VALOR_96:

entero_psi=34

fraccion_psi=12

fraccion_kpa=12

entero_kpa=235

RETURN

ALTO:

RETURN

END

ANEXO 3

CÓDIGO DE PROGRAMA DE LA ETAPA DE RECEPCIÓN PARA

CUATRO NEUMÁTICOS

'****************************************

'* Name : CUATRO_NEUMÁTICOS.BAS *

'* Author : Xavier Toapanta M *

'* Date : 20/02/06 *

'****************************************

‘ ******************************

‘ Declaración de variables y librerías

‘ ******************************


DEFINE LCD_DBIT 4


DEFINE LCD_RSBIT 1

DEFINE LCD_EREG PORTB

DEFINE LCD_EBIT 0

adcon1=7

trisc.2=1 'entrada de dato

trisb.2=0 'led principal verde

trisa.0=0 'led aviso critico

trisa.2=0 'bocina

check var byte

dato var byte[1]

dato2 var byte[2]

x var byte

y var byte

dato_tabla var byte

fraccion_psi var byte

entero_psi var byte

entero_kpa var byte

flag1 VAR BYTE 'flag de llanta1

presion1 var byte 'presion llanta1







llanta1_psi var byte ' presion actual llanta1




fraccion_llanta1 var byte




lcdout $fe, 1

dato_tabla=0

low portb.2

for x=0 to 2

high porta.2

high porta.0

pause 400

low porta.2

low porta.0

pause 400

next x

high portb.2

low porta.0

low porta.2

PAUSE 5

lcdout $fe, 1

lcdout $fe, $80," XAVIER E "

lcdout $fe, $c2,"TOAPANTA M "

PAUSE 3000

lcdout $fe, 1

lcdout $fe, $80," MEDIDOR DE "

lcdout $fe, $c4," PRESION "

PAUSE 3000

cont=0

‘ *********************************

‘ Recepción de datos de presión

‘ *********************************

INICIO:


‘ **************************

' Verifico el checksum

‘ **************************

check=52

check=check ^ dato[0] '52 xor con "dato sensor" = resulatdo1

check=check ^ dato2[0] 'resultado1 xor con "byte de fin" = resultado2

if check= dato2[1] then dato_valido 'resultado2 es igual a checksum dato2[1] entonces

goto INICIO

‘ ***********************************************

‘ Compara el byte de fin de transmisión de cada neumático

‘ ***********************************************

dato_valido:

if dato2[0]=66 then llanta1 ‘ B = 66 en ASCII

if dato2[0]=67 then llanta2 ‘ C = 67 en ASCII

if dato2[0]=68 then llanta3 ‘ D = 68 en ASCII

if dato2[0]=69 then llanta4 ‘ E = 69 en ASCII

goto INICIO

llanta1:

presion1=dato[0]

flag1=1


llanta2:

presion2=dato[0]

flag2=1


llanta3:

presion3=dato[0]

flag3=1


llanta4:

presion4=dato[0]

flag4=1

ARRIBO_4_LLANTAS:

cont=cont+1

if cont=12 then ANTES_TABLA

IF (flag1=1) AND (flag2=1) AND (flag3=1) AND (flag4=1) THEN ANTES_TABLA

goto INICIO

ANTES_TABLA:

dato_tabla=presion1

GOSUB TABLA

llanta1_psi=entero_psi

fraccion_llanta1=fraccion_psi

dato_tabla=presion2

GOSUB TABLA



dato_tabla=presion3

GOSUB TABLA



dato_tabla=presion4

GOSUB TABLA



lcdout $fe,$80," NEUMATICO1 NEUMATICO2 "

'lcdout $fe,$c0,dec llanta1_psi,"psi ",dec llanta2_psi

lcdout $fe,$c0,dec llanta1_psi,", ",DEC fraccion_llanta1,"psi ",dec llanta2_psi,", ",DEC

fraccion_llanta2

pause 2000

lcdout $fe,1

lcdout $fe,$80," NEUMATICO3 NEUMATICO4 "

lcdout $fe,$c0,dec llanta3_psi,", ",DEC fraccion_llanta3,"psi ",dec llanta4_psi,", ",DEC

fraccion_llanta4

pause 4000

lcdout $fe,1

flag1=0:flag2=0:flag3=0:flag4=0

cont=0

GOTO INICIO

TABLA:

IF dato_tabla < 77 then BAJO





















IF dato_tabla > 96 then ALTO

GOTO INICIO

BAJO:

RETURN

VALOR_77:

entero_psi=25

fraccion_psi=93

RETURN

VALOR_78:

entero_psi=26

fraccion_psi=36

RETURN

VALOR_79:

entero_psi=26

fraccion_psi=79

RETURN

VALOR_80:

entero_psi=27

fraccion_psi=22

RETURN

VALOR_81:

entero_psi=27

fraccion_psi=65

RETURN

VALOR_82:

entero_psi=28

fraccion_psi=08

RETURN

VALOR_83:

entero_psi=28

fraccion_psi=52

RETURN

VALOR_84:

entero_psi=28

fraccion_psi=95

RETURN

VALOR_85:

entero_psi=29

fraccion_psi=38

RETURN

VALOR_86:

entero_psi=29

fraccion_psi=81

RETURN

VALOR_87:

entero_psi=30

fraccion_psi=24

RETURN

VALOR_88:

entero_psi=30

fraccion_psi=67

RETURN

VALOR_89:

entero_psi=31

fraccion_psi=10

RETURN

VALOR_90:

entero_psi=31

fraccion_psi=53

RETURN

VALOR_91:

entero_psi=31

fraccion_psi=96

RETURN

VALOR_92:

entero_psi=32

fraccion_psi=40

RETURN

VALOR_93:

entero_psi=32

fraccion_psi=83

RETURN

VALOR_94:

entero_psi=33

fraccion_psi=26

RETURN

VALOR_95:

entero_psi=33

fraccion_psi=69

RETURN

VALOR_96:

entero_psi=34

fraccion_psi=12

RETURN

ALTO:

RETURN

END

ANEXO 4

DIAGRAMAS ESQUEMÁTICOS DE LOS CIRCUITOS DEL

SISTEMA DE MONITOREO

ESQUEMÁTICO - CIRCUITO SENSOR – TRANSMISOR –

1234567 8

91011121314

SP12T

NCSSDOSCLKSDIVPPVDDVSS VSS

DIG IN/GNDNCVSS

TEST/GNDRESET

WAKE UP

RA51

RA42

RA33

RC54

RC45

RC36

RA07

RA18

RA29

RC010

RC111

RC212

+ 5 V13

GND14

JUMPER DEL MODULOTRANSMISOR

ESQUEMÁTICO – ETAPA DE CONTROL –

MCLR1

RA02

RA13

RA24

RA35

RA46

RA57

VSS8

OSC19

OSC210

RC011

RC112

RC213

RC314 RC4 15RC5 16RC6 17RC7 18VSS 19VDD 20RB0 21RB1 22RB2 23RB3 24RB4 25RB5 26RB6 27RB7 28

PIC16F870

1

2

3Reg

C1

1

2

3Reg

C2

12345678910111213141516H

eade

r16

Buzzer

Diodo Bicolor1

Dio

do B

icol

or2

S1

1 23 45 67 89 1011 1213 14

Header 7X2

10 K

0.1 uF

0.1 uF

33 pF

33 pF

SWITCH1N4001

BORNERA

78057806

4 M

Hz

12

ESQUEMÁTICO – ETAPA DE VISUALIZACIÓN –

1413121110987654321

C1LCD-_16X2

U1

BUZZER

11

22

33

LED_BICOLOR

330

VCC

NPN

VCC

1 23 45 67 89 1011 1213 14

4.7 K

10 K

6 V

5 V

5 V

5 V

VCCVCC

ANEXO 5

ESQUEMAS PCB DE LAS PLACAS DEL SISTEMA

PCB “TRANSMISOR – SENSOR”

PCB “TARJETA DE CONTROL”

PCB “TARJETA DE VISUALIZACIÓN”

ANEXO 6

CUESTIONARIO DE LAS ENCUESTAS

ENCUESTA USUARIOS PARTICULARES

SISTEMA DE MONITOREO DE PRESIÓN DE AIRE - AUTOMÓVILES -

CUESTIONARIO

1. ¿Conoce usted si la presión actual en sus neumáticos es la correcta?

SI NO

2. ¿Ha tenido problemas con una llanta baja o con llanta con presión en exceso?

SI NO

3. ¿Conoce de accidentes por fallas de presión en los neumáticos?

SI NO

4. ¿Desearía prevenir inconvenientes por problemas de presión baja o presión elevada

en los neumáticos?

SI NO

5. ¿Le interesaría contar con un sistema electrónico que le informe el estado de la

presión en los neumáticos, activación de alarmas para presión baja o presión en

exceso, indicado en una pantalla del panel de control?

SI NO

6. ¿Qué valor estimado pagaría por el sistema antes mencionado?

$530 $560 $590

7. ¿Desearía que a este sistema se le complemente una etapa que pueda regular la

presión de aire, ya sea para aumentar o disminuir la presión en los neumáticos?

SI NO

OBSERVACIONES

----------------------------------------------------------------------------------------

ENCUESTA EMPRESAS

SISTEMA DE MONITOREO DE PRESIÓN DE AIRE

CUESTIONARIO

1. ¿Qué tipo de servicio ofrece la empresa?

------------------------------------------------------------------------------------------

TRANSPORTE

2. ¿Qué método emplea la cooperativa para el chequeo del estado de la presión en los

neumáticos de las unidades?

Manual

Uso de instrumentos electrónicos o mecánicos

3. ¿Las unidades han tenido inconvenientes o accidentes debido a fallas por baja o

exceso de presión de aire en los neumáticos?

SI NO

EMPRESAS VARIAS

4. ¿La empresa ofrece servicios para monitorear la presión de los neumáticos en los

automóviles?

SI NO

5. ¿Conoce la empresa de algún sistema de monitoreo continuo de la presión de aire

en los neumáticos?

SI NO

6. ¿Le interesaría a la empresa / cooperativa contar con un sistema electrónico que le

informe continuamente el estado de presión en los neumáticos, activación de

alarmas para presión baja o elevada, mostrado en una pantalla en el panel de

control?

SI NO

7. ¿Qué valor estimado pagaría la empresa por el sistema antes mencionado?

Cuatro neumáticos

$530 $560 $590

Seis neumáticos

$620 $650 $680

8. ¿Desearía que a este sistema se le complemente a futuro una etapa que pueda

regular la presión de aire, ya sea para aumentar o disminuir la presión en los

neumáticos?

SI NO

OBSERVACIONES

------------------------------------------------------------------------------------

ÍNDICE DE FIGURAS

Contenido Pág

CAPÍTULO 1

Figura 1.1 Sección transversal de un neumático radial ___________________________ 8

Figura 1.2 Neumático convencional ________________________________________ 11

Figura 1.3 Neumático radial ______________________________________________ 12

Figura 1.4 Nomenclatura de un neumático ___________________________________ 13

Figura 1.5 Dimensiones de un neumático ____________________________________ 15

Figura 1.6 Rotación de los neumáticos ______________________________________ 18

Figura 1.7 Rotación de neumáticos para vehículos pesados ______________________ 18

Figura 1.8 Convergencia en un neumático ____________________________________ 19

Figura 1.9 Divergencia en un neumático _____________________________________ 20

Figura 1.10 Camber en un neumático _______________________________________ 21

Figura 1.11 Desgaste del neumático por presión baja de aire _____________________ 23

Figura 1.12 Desgaste del neumático por exceso de presión de aire _________________ 24

Figura 1.13 Vida de duración de un neumático (%) Vs. presión (%) _______________ 26

CAPÍTULO 2

Figura 2.1 Ubicación de los componentes del sistema __________________________ 29

Figura 2.2 a) Diagrama esquemático del sistema de monitoreo, b) sitio de colocación

del sensor-transmisor ________________________________________ 30

Figura 2.3 Memoria de datos del rfPIC12F675 ________________________________ 33

Figura 2.4 Esquema de un transmisor ASK típico ______________________________ 42

Figura 2.5 Diagrama de bloques del SP12T __________________________________ 45

Figura 2.6 Diagrama de tiempos del protocolo SPI _____________________________ 49

Figura 2.7 a) Distribución de pines del SP12T, b) aspecto físico del SP12T _________ 57

CAPÍTULO 3

Figura 3.1 Módulos de radiofrecuencia ______________________________________ 59

Figura 3.2 Programador del PIC transmisor __________________________________ 60

Figura 3.3 Interfaz de programación PICkit 1 Flash ____________________________ 61

Figura 3.4 Importación del archivo HEX _____________________________________ 62

Figura 3.5 Ventana de escritura exitosa ______________________________________ 62

Figura 3.6 Ventana de error en la escritura ___________________________________ 63

Figura 3.7 Ventana de verificación de código _________________________________ 63

Figura 3.8 Ventana de error de código _______________________________________ 64

Figura 3.9 Ventana de protección de código __________________________________ 65

Figura 3.10 Borrado del dispositivo ________________________________________ 66

Figura 3.11 Regeneración del OSCCAL (Valor de calibración del oscilador) ________ 67

Figura 3.12 Regeneración del valor de calibración bandgap ______________________ 67

Figura 3.13 Valor del bit de selección del bandgap ____________________________ 68

Figura 3.14 Configuración del dispositivo ___________________________________ 68

Figura 3.15 Panel de control ______________________________________________ 68

Figura 3.16 Transmisor rfPIC _____________________________________________ 69

Figura 3.17 Programación del módulo de transmisión en el circuito programador _____ 70

Figura 3.18 Disposición de pines de la tarjeta de transmisión _____________________ 70

Figura 3.19 Interferencia en la tarjeta de recepción ____________________________ 72

Figura 3.20 Diagrama de flujo del programa del Pic transmisor __________________ 76

Figura 3.21 Generación del checksum _______________________________________ 79

Figura 3.22 Tiempos para la comunicación serial ______________________________ 80

Figura 3.23 Diagrama de conexiones sensor-transmisor _________________________ 81

Figura 3.24 Disposición de pines de la tarjeta de recepción ______________________ 82

Figura 3.25 Diagrama de flujo del programa en la etapa de recepción ______________ 84

Figura 3.26 Señal transmitida por el sensor-transmisor en la etapa de recepción _____ 88

Figura 3.27 Primera opción de implementación del sistema en los cuatro neumáticos __ 89

Figura 3.28 Segunda opción de implementación del sistema _____________________ 94

CAPÍTULO 4

Figura 4.1 Colocación del sensor-transmisor en el rin del neumático _______________ 98

Figura 4.2 Llenado de aire en el neumático ___________________________________ 98

Figura 4.3 Lectura de datos de presión en la interfaz visual ______________________ 99

CAPÍTULO 5

Figura 5.1 Problemas de presión en los neumáticos en los usuarios _______________ 110

Figura 5.2 Conocimiento de los usuarios de accidentes

por problemas de presión _______________________________________ 111

Figura 5.3 Interés de adquisición del sistema por parte del usuario _______________ 112

Figura 5.4 Costo que estaría en capacidad de pagar el usuario por el sistema de

monitoreo ___________________________________________________ 113

Figura 5.5 Conocimiento de la empresa del sistema de monitoreo en el mercado ____ 114

Figura 5.6 Representación de las empresas interesadas en adquirir el sistema _______ 115

ÍNDICE DE TABLAS

Contenido Pág.

CAPÍTULO 2

Tabla 2.1 Selección del escalador __________________________________________ 36

Tabla 2.2 Rango de frecuencias de los rfRX0420/920 __________________________ 43

Tabla 2.3 Valores máximos de las variables del SP12T _________________________ 46

Tabla 2.4 Valores de operación recomendadas ________________________________ 47

Tabla 2.5 Comandos del protocolo SPI ______________________________________ 51

Tabla 2.6 Contenido del byte de STATUS ___________________________________ 53

Tabla 2.7 Características de las entradas / salidas digitales _______________________ 54

Tabla 2.8 Descripción de pines del SP12T ___________________________________ 56

CAPÍTULO 3

Tabla 3.1 Descripción de los pines de la tarjeta de transmisión ____________________ 71

Tabla 3.2 Valores de presión en los neumáticos para diferente tipo de

automotores __________________________________________________ 74

Tabla 3.3 Descripción de los pines de la tarjeta de recepción _____________________ 83

Tabla 3.4 Asignación de bytes de inicio y fin de transmisión _____________________ 90

CAPÍTULO 4

Tabla 4.1 Valores de presión de la primera prueba del sistema de monitoreo ________ 100

Tabla 4.3 Resultados de la segunda prueba del sistema de monitoreo ______________ 103

CAPÍTULO 5

Tabla 5.1 Análisis de costos del sistema de monitoreo de presión de aire en

neumáticos de automóvil ________________________________________ 117

Tabla 5.2 Costo actual del proyecto _______________________________________ 119

GLOSARIO

A

ASK. Modulación por desplazamiento en amplitud.

C

CPU. Unidad de Procesamiento Central

Es el cerebro del microcontrolador y es aquí donde todas las operaciones aritméticas y

lógicas son realizadas.

E

EPROM. Erase Program Read Only Memory

Este tipo de memoria es grabado a través de un dispositivo llamado grabador y este a su

vez es gobernado por un computador personal, posee una ventana de cristal en la parte

superior la cual permite el ingreso de rayos ultravioletas para realizar el borrado y

programarla nuevamente.

EEPROM. Electrical Erase Program Read Only Memory

La grabación en este tipo de memoria se efectúa a través de un grabador al igual que las

memorias OTP y EPROM pero el borrado se realiza eléctricamente en el mismo grabador.

ESD. Descarga electrostática.

H HARDWARE. Conjunto de todos los componentes tangibles del sistema.

I ISM. Industrial, científica y médica.

Banda de frecuencias cuyo rango está entre los 2.40 GHz y 2.4835 GHz. Esta banda no

precisa licencia.

L

LO. Oscilador local.

P

PA. Power amplifier

Amplificador de potencia.

PC. Computador personal.

PIC. Circuito Integrado Programable

Dispositivo digital que acepta o lee datos aplicados a cierto número de líneas de entrada y

los procesa de acuerdo a las instrucciones secuenciales de un programa almacenado en su

memoria y suministra o escribe los resultados del proceso en un cierto número de líneas de

salida.

R

RAM. Random Access Memory

Es una memoria de datos en la cual el acceso es randómico, es de lectura y escritura.

RF. Radio frecuencia.

ROM. Read Only Memory

En esta memoria se graba el programa en el proceso de fabricación mediante el uso de

máscaras, esto quiere decir que no se podrá manipular dicho programa ni borrarlo para

realizar la grabación de otro programa.

RS232. Estándar de comunicación entre dispositivos, donde los datos son transmitidos en

forma serial como variaciones de voltaje.

S

SOFTWARE. Conjunto de componentes intangibles del sistema, tales como programas y

archivos.

SPI. Serial Peripheral Interface

La interfase SPI es un protocolo de comunicación para microcontroladores externos.

Emplea cuatro pines para la transferencia de datos: pin de enable (NCS), pin para la señal

de reloj (SCLK), pin para el envío de información (SDO) y uno para la recepción de

información. (SDI). Mantiene comunicación full duplex. Es similar al protocolo I2C.

V

VCO. Oscilador controlado por voltaje.

FECHA DE ENTREGA

El Proyecto de grado fue entregado a la Facultad de Ingeniería Electrónica y reposa en la

Escuela Politécnica del Ejército desde:

Sangolquí, a del 2006

Ing. Tnte. Crnel. E.M. Xavier Martínez

Decano de la Facultad de Ingeniería Electrónica

Dr. Jorge Carvajal

Secretario Académico

Xavier Eduardo Toapanta Medina

Autor

escuela politÉcnica del ejÉrcito -...

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